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On the future of controllable fluid film bearings 论可控液膜轴承的发展前景
Pub Date : 2011-01-01 DOI: 10.1051/MECA/2011016
I. Santos
This work gives an overview of the theoretical and experimental achievements of mechatronics applied to fluid film bearings. Compressible and uncompressible fluids are addressed. Rigid and elastic (deformable) bearing profiles are investigated. Hydraulic, pneumatic, magnetic and piezoelectric actuators are used. The ideas of combining control techniques, informatics with hydrodynamic, thermo-hydrodynamic, elasto-hydrodynamic and thermo-elasto-hydrodynamic lubrication techniques are carefully explored in this paper, considering theoretical as well as experimental aspects. The main goal of using controllable fluid film bearings is to improve the overall machine performance by: controlling the lateral vibration of rigid and flexible rotating shafts; modifying bearing dynamic characteristics, such as stiffness and damping properties; increasing the rotational speed ranges by enhancing damping and eliminating instability problems, for example, by compensating cross-coupling destabilizing effects; reducing start-up torque and energy dissipation in bearings; compensating thermal effects. It is shown that such controllable fluid film bearings can act as “smart” machine components and be applied to rotating and reciprocating machines with the goal of avoiding unexpected stops of plants, performing rotor dynamic tests and identifying model parameters “on site”. Emphasis is given to the controllable lubrication (hybrid and active) applied to different types of oil film bearings under different lubrication regimes, i.e., as tilting-pad journal bearings, multi-recess journal bearings and plain journal bearings. After a comprehensive overview of the theoretical and experimental technological advancements achieved in university laboratories, the feasibility of industrial applications is highlighted, trying to foresee the future trends of such mechatronic devices.
这项工作概述了应用于流体膜轴承的机电一体化理论和实验成果。讨论了可压缩流体和不可压缩流体。研究了刚性和弹性(可变形)轴承轮廓。采用液压、气动、磁力和压电致动器。本文从理论和实验两方面对控制技术、信息学与流体动力、热流体动力、弹性流体动力和热弹性流体动力润滑技术相结合的思想进行了深入的探讨。采用可控液膜轴承的主要目的是通过:控制刚性和柔性转轴的横向振动来提高整机性能;修改轴承动态特性,如刚度和阻尼特性;通过增加阻尼和消除不稳定问题来增加转速范围,例如,通过补偿交叉耦合不稳定效应;减少轴承的启动扭矩和能量耗散;补偿热效应。研究表明,这种可控液膜轴承可以作为“智能”机器部件,应用于旋转和往复式机械,目的是避免工厂意外停机,进行转子动态测试并“现场”识别模型参数。重点介绍了不同类型的油膜轴承在不同润滑方式下的可控润滑(混合润滑和主动润滑),如倾斜垫轴颈轴承、多凹槽轴颈轴承和滑动轴颈轴承。在全面概述了高校实验室所取得的理论和实验技术进展后,强调了工业应用的可行性,并试图预测此类机电一体化设备的未来发展趋势。
{"title":"On the future of controllable fluid film bearings","authors":"I. Santos","doi":"10.1051/MECA/2011016","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/MECA/2011016","url":null,"abstract":"This work gives an overview of the theoretical and experimental achievements of mechatronics applied to fluid film bearings. Compressible and uncompressible fluids are addressed. Rigid and elastic (deformable) bearing profiles are investigated. Hydraulic, pneumatic, magnetic and piezoelectric actuators are used. The ideas of combining control techniques, informatics with hydrodynamic, thermo-hydrodynamic, elasto-hydrodynamic and thermo-elasto-hydrodynamic lubrication techniques are carefully explored in this paper, considering theoretical as well as experimental aspects. The main goal of using controllable fluid film bearings is to improve the overall machine performance by: controlling the lateral vibration of rigid and flexible rotating shafts; modifying bearing dynamic characteristics, such as stiffness and damping properties; increasing the rotational speed ranges by enhancing damping and eliminating instability problems, for example, by compensating cross-coupling destabilizing effects; reducing start-up torque and energy dissipation in bearings; compensating thermal effects. It is shown that such controllable fluid film bearings can act as “smart” machine components and be applied to rotating and reciprocating machines with the goal of avoiding unexpected stops of plants, performing rotor dynamic tests and identifying model parameters “on site”. Emphasis is given to the controllable lubrication (hybrid and active) applied to different types of oil film bearings under different lubrication regimes, i.e., as tilting-pad journal bearings, multi-recess journal bearings and plain journal bearings. After a comprehensive overview of the theoretical and experimental technological advancements achieved in university laboratories, the feasibility of industrial applications is highlighted, trying to foresee the future trends of such mechatronic devices.","PeriodicalId":49847,"journal":{"name":"Mecanique & Industries","volume":"22 1","pages":"275-281"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2011-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"81864820","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 19
Étude dynamique et thermique d’un écoulement pulsé en présence d’un solide chauffé en rotation 在旋转加热固体存在下脉冲流动的动力学和热研究
Pub Date : 2011-01-01 DOI: 10.1051/MECA/2011004
A. Ghezal, Z. Ouchiha, B. Porterie, D. Veyret, J. Loraud
Ce travail s’interesse a un ecoulement autour d’un obstacle cylindro-conique chauffe, en rotation a l’interieur d’une cavite cylindrique. Il s’agit d’etudier l’influence d’une perturbation de type harmonique sur le comportement dynamique de l’ecoulement et sur le mecanisme de l’echange thermique avec l’obstacle. La frequence de reference de l’ecoulement periodique a ete determinee par l’analyse de l’evolution du regime vers son etat stationnaire. L’etude a ete menee pour des frequences variant de 1/3 de la frequence de reference a 10 fois cette derniere. La periodicite de l’ecoulement est assuree par la condition d’entree sur le debit suppose periodique. L’etude numerique a ete realisee pour des valeurs du nombre de Reynolds inferieur a 100 et pour des valeurs de nombre de Taylor inferieur a 500 afin d’eviter la presence des instabilites au sein de l’ecoulement. Deux methodes numeriques ont ete utilisees : une methode de differences-finies combinee avec un schema ADI et la methode des elements-finis. Le fluide considere est l’air avec des proprietes physiques constantes. Le couplage convection-conduction a ete considere dans une plage de variation du rapport K de la conductivite thermique du solide a celle du fluide de 10 -2 a 10 3 . Les resultats montrent que les composantes de la vitesse varient en phase avec le debit, alors que la pression et les differents parametres thermiques sont en dephasage avec la vitesse d’entree. On note aussi l’aspect periodique de tous les parametres dynamiques et thermiques de l’ecoulement pour les nombres de Reynolds utilises. L’influence de la frequence se manifeste davantage pour ses valeurs elevees. Le nombre de Nusselt est proportionnel a la frequence. Ces resultats sont en bon accord avec ceux donnees par d’autres etudes de reference.
这项工作的重点是在圆柱形腔内旋转的圆柱形-锥形障碍物周围的流动加热。目的是研究谐波型扰动对流动动力学行为和与障碍物的热交换机制的影响。周期流的参考频率是通过分析稳态状态的演变来确定的。这项研究的频率从参考频率的1/3到参考频率的10倍不等。流动的周期性是由假设的周期性借方的入账条件保证的。为了避免流中存在不稳定性,对雷诺数小于100和泰勒数小于500的值进行了数值研究。采用了两种数值方法:有限差分法结合ADI模式和有限元法。所考虑的流体是具有恒定物理性质的空气。对流-传导耦合被考虑在固体与流体热导率K比的变化范围内,从10 -2到10 3。结果表明,速度分量随流量而变化,而压力和各种热参数随输入速度而不相。同样值得注意的是,对于所使用的雷诺数,流动的所有动态和热参数的周期性方面。频率的影响在较高的值上表现得更明显。努塞尔数与频率成正比。这些结果与其他参考研究的结果一致。
{"title":"Étude dynamique et thermique d’un écoulement pulsé en présence d’un solide chauffé en rotation","authors":"A. Ghezal, Z. Ouchiha, B. Porterie, D. Veyret, J. Loraud","doi":"10.1051/MECA/2011004","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/MECA/2011004","url":null,"abstract":"Ce travail s’interesse a un ecoulement autour d’un obstacle cylindro-conique chauffe, en rotation a l’interieur d’une cavite cylindrique. Il s’agit d’etudier l’influence d’une perturbation de type harmonique sur le comportement dynamique de l’ecoulement et sur le mecanisme de l’echange thermique avec l’obstacle. La frequence de reference de l’ecoulement periodique a ete determinee par l’analyse de l’evolution du regime vers son etat stationnaire. L’etude a ete menee pour des frequences variant de 1/3 de la frequence de reference a 10 fois cette derniere. La periodicite de l’ecoulement est assuree par la condition d’entree sur le debit suppose periodique. L’etude numerique a ete realisee pour des valeurs du nombre de Reynolds inferieur a 100 et pour des valeurs de nombre de Taylor inferieur a 500 afin d’eviter la presence des instabilites au sein de l’ecoulement. Deux methodes numeriques ont ete utilisees : une methode de differences-finies combinee avec un schema ADI et la methode des elements-finis. Le fluide considere est l’air avec des proprietes physiques constantes. Le couplage convection-conduction a ete considere dans une plage de variation du rapport K de la conductivite thermique du solide a celle du fluide de 10 -2 a 10 3 . Les resultats montrent que les composantes de la vitesse varient en phase avec le debit, alors que la pression et les differents parametres thermiques sont en dephasage avec la vitesse d’entree. On note aussi l’aspect periodique de tous les parametres dynamiques et thermiques de l’ecoulement pour les nombres de Reynolds utilises. L’influence de la frequence se manifeste davantage pour ses valeurs elevees. Le nombre de Nusselt est proportionnel a la frequence. Ces resultats sont en bon accord avec ceux donnees par d’autres etudes de reference.","PeriodicalId":49847,"journal":{"name":"Mecanique & Industries","volume":"99 1","pages":"45-65"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2011-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"89268433","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 4
Comportement des matériaux cellulaires sous sollicitations dynamiques. Partie 2 : approche multi-échelles 多孔材料在动态应力下的行为。第2部分:多尺度方法
Pub Date : 2011-01-01 DOI: 10.1051/MECA/2011018
Philippe Viot
A multi scale methodology is proposed for the study of the cellular material behavior under dynamic loading. The behavior of polymeric foams studied depends on the constitutive material and the morphology of the porous structure. The cellular material of this study is constituted of millimetric porous beads, these beads are themselves constituted of microscopic closed cells. The methodology proposed to model the multi scale morphology of the structure (the scales of beads and cells) of the cellular material; it consists in implementing simple mechanical models at the different scales to reproduce the complex physical phenomenon observed and to model the macroscopic response of the foam. The observation and the analysis of physical phenomenon is the first step of the multi scale modeling. This paper describes the experimental and numerical methods used to observe and describe the structure of the cellular material, and quantify deformations and damages of these structures at the scales of beads and cells. Two ways of modeling were investigated: a finite-element model to represent the bead structure and another approach, more original, by the use of a modified discrete element model to model the microscopic structure of the cells.
提出了一种多尺度方法来研究胞状材料在动载荷作用下的性能。所研究的聚合物泡沫的行为取决于本构材料和多孔结构的形态。本研究的细胞材料由毫米级多孔微珠组成,这些微珠本身由微观封闭细胞组成。提出了一种方法来模拟细胞材料的结构(珠状和细胞的尺度)的多尺度形态;它包括在不同尺度上实现简单的力学模型,以再现所观察到的复杂物理现象,并模拟泡沫的宏观响应。物理现象的观测和分析是多尺度模拟的第一步。本文介绍了用于观察和描述细胞材料结构的实验和数值方法,并在珠状和细胞级尺度上量化了这些结构的变形和损伤。研究了两种建模方法:一种是用有限元模型来表示柱头结构,另一种更新颖的方法是使用改进的离散元模型来模拟细胞的微观结构。
{"title":"Comportement des matériaux cellulaires sous sollicitations dynamiques. Partie 2 : approche multi-échelles","authors":"Philippe Viot","doi":"10.1051/MECA/2011018","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/MECA/2011018","url":null,"abstract":"A multi scale methodology is proposed for the study of the cellular material behavior under dynamic loading. The behavior of polymeric foams studied depends on the constitutive material and the morphology of the porous structure. The cellular material of this study is constituted of millimetric porous beads, these beads are themselves constituted of microscopic closed cells. The methodology proposed to model the multi scale morphology of the structure (the scales of beads and cells) of the cellular material; it consists in implementing simple mechanical models at the different scales to reproduce the complex physical phenomenon observed and to model the macroscopic response of the foam. The observation and the analysis of physical phenomenon is the first step of the multi scale modeling. This paper describes the experimental and numerical methods used to observe and describe the structure of the cellular material, and quantify deformations and damages of these structures at the scales of beads and cells. Two ways of modeling were investigated: a finite-element model to represent the bead structure and another approach, more original, by the use of a modified discrete element model to model the microscopic structure of the cells.","PeriodicalId":49847,"journal":{"name":"Mecanique & Industries","volume":"49 1","pages":"247-264"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2011-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"81113523","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Analyse des plaques composites fissurées et vieillies en conditions hygrothermiques 湿热条件下复合板开裂老化分析
Pub Date : 2011-01-01 DOI: 10.1051/MECA/2011134
Tahar Rezoug, A. Benkhedda, M. Khodjet-kesba, E. Adda
Cet article concerne les composites stratifies croises constitues de plis unidirectionnels. Ces stratifies ont ete vieillis en conditions hygrothermiques par des conditions d’environnement variables. En effet les proprietes mecaniques des stratifies sont affectees par les variations de la temperature et de l’humidite. Lorsque des stratifies croises sont soumis a des sollicitations de traction quasi-statiques, le premier type d’endommagement qui apparait est la fissuration transversale des couches orientees a 90°. La presence de ce type de fissures entraine une diminution de la rigidite des stratifies. Dans cet article, un modele analytique fonde sur la diffusion du cisaillement a ete modifie pour evaluer la perte de rigidite des stratifies engendree par le vieillissement hygrothermique avec la variation transitoire de la concentration en fonction de la densite de fissures. Les resultats de cet article demontrent clairement la dependance de la degradation des proprietes elastiques en fonction de la densite de fissuration et des conditions environnementales.
本文主要研究由单向褶皱组成的交叉层压复合材料。这些地层是在不同的环境条件下在湿热条件下老化的。事实上,地层的力学性能受到温度和湿度变化的影响。当交叉层受到准静态拉伸应力时,首先出现的损伤类型是90°方向层的横向开裂。这种类型的裂纹的存在降低了层的刚度。本文对基于剪切扩散的分析模型进行了修正,以评估湿热老化引起的层理刚度损失,其浓度随裂纹密度的瞬态变化。本文的结果清楚地表明,弹性性能的退化是裂纹密度和环境条件的函数。
{"title":"Analyse des plaques composites fissurées et vieillies en conditions hygrothermiques","authors":"Tahar Rezoug, A. Benkhedda, M. Khodjet-kesba, E. Adda","doi":"10.1051/MECA/2011134","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/MECA/2011134","url":null,"abstract":"Cet article concerne les composites stratifies croises constitues de plis unidirectionnels. Ces stratifies ont ete vieillis en conditions hygrothermiques par des conditions d’environnement variables. En effet les proprietes mecaniques des stratifies sont affectees par les variations de la temperature et de l’humidite. Lorsque des stratifies croises sont soumis a des sollicitations de traction quasi-statiques, le premier type d’endommagement qui apparait est la fissuration transversale des couches orientees a 90°. La presence de ce type de fissures entraine une diminution de la rigidite des stratifies. Dans cet article, un modele analytique fonde sur la diffusion du cisaillement a ete modifie pour evaluer la perte de rigidite des stratifies engendree par le vieillissement hygrothermique avec la variation transitoire de la concentration en fonction de la densite de fissures. Les resultats de cet article demontrent clairement la dependance de la degradation des proprietes elastiques en fonction de la densite de fissuration et des conditions environnementales.","PeriodicalId":49847,"journal":{"name":"Mecanique & Industries","volume":"24 Sup9 1","pages":"395-398"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2011-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87767621","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 3
Avantages d’une configuration de machine à absorption opérant à trois niveaux de pression 吸收机配置在三个压力级别操作的优点
Pub Date : 2011-01-01 DOI: 10.1051/MECA/2011013
N. Bouaziz, Ridha Ben Iffa, L. kairouani
Cette etude presente une machine frigorifique fonctionnant suivant un cycle a compression-absorption. Le systeme propose utilise le couple ammoniac-eau comme fluide frigorigene et opere a trois niveaux de pression. L’absorbeur fonctionne a une pression intermediaire P int , prise entre la pression de l’evaporateur (PEV) et celle du condenseur (PCD). Les principaux elements du systeme propose sont modelises. Les resultats de la simulation numerique sont compares a ceux relatifs au systeme conventionnel. L’etude comparative met en evidence les avantages du systeme objet de cette etude. Elle prouve le double avantage de la pression intermediaire non seulement dans l’amelioration des performances de la machine a absorption mais aussi dans la reduction de la temperature du fonctionnement du generateur. Nous avons montre que pour des temperatures d’evaporation et de condensation prises respectivement a –10 °C et 40 °C, le cycle frigorifique fonctionne a une temperature du generateur TGE = 75 °C avec un COP de l’ordre de 0,56. La presente etude revele que pour les memes conditions de fonctionnement, la machine frigorifique simple etage, presente un COP qui ne depasse pas 0,51 avec une temperature du generateur de l’ordre de 135 °C. Le systeme hybride presente ainsi le privilege de fonctionner a basse temperature et de presenter des performances relativement ameliorees.
本研究介绍了一种按压缩吸收循环运行的冷冻机。该系统使用氨-水对作为制冷剂,并在三个压力级别运行。吸收器在蒸发器压力(PEV)和冷凝器压力(PCD)之间的中间压力P int下工作。所提出的系统的主要元素是建模的。将数值模拟结果与常规系统的结果进行了比较。比较研究显示了本研究的主题系统的优点。它证明了中间压力的双重优势,不仅提高了吸收式机器的性能,而且降低了发电机的运行温度。我们已经证明,当蒸发和冷凝温度分别为- 10°C和40°C时,制冷循环在发电机温度TGE = 75°C时运行,COP约为0.56。本研究表明,在相同的操作条件下,单级制冷机的COP不超过0.51,发电机温度约为135°C。因此,混合系统提供了在低温下运行的特权,并提供了相对更好的性能。
{"title":"Avantages d’une configuration de machine à absorption opérant à trois niveaux de pression","authors":"N. Bouaziz, Ridha Ben Iffa, L. kairouani","doi":"10.1051/MECA/2011013","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/MECA/2011013","url":null,"abstract":"Cette etude presente une machine frigorifique fonctionnant suivant un cycle a compression-absorption. Le systeme propose utilise le couple ammoniac-eau comme fluide frigorigene et opere a trois niveaux de pression. L’absorbeur fonctionne a une pression intermediaire P int , prise entre la pression de l’evaporateur (PEV) et celle du condenseur (PCD). Les principaux elements du systeme propose sont modelises. Les resultats de la simulation numerique sont compares a ceux relatifs au systeme conventionnel. L’etude comparative met en evidence les avantages du systeme objet de cette etude. Elle prouve le double avantage de la pression intermediaire non seulement dans l’amelioration des performances de la machine a absorption mais aussi dans la reduction de la temperature du fonctionnement du generateur. Nous avons montre que pour des temperatures d’evaporation et de condensation prises respectivement a –10 °C et 40 °C, le cycle frigorifique fonctionne a une temperature du generateur TGE = 75 °C avec un COP de l’ordre de 0,56. La presente etude revele que pour les memes conditions de fonctionnement, la machine frigorifique simple etage, presente un COP qui ne depasse pas 0,51 avec une temperature du generateur de l’ordre de 135 °C. Le systeme hybride presente ainsi le privilege de fonctionner a basse temperature et de presenter des performances relativement ameliorees.","PeriodicalId":49847,"journal":{"name":"Mecanique & Industries","volume":"84 1","pages":"103-107"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2011-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"85563206","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Experimental investigation on roundness error in friction drilling and mechanical properties of Al/SiCp-MMC composites Al/SiCp-MMC摩擦钻削圆度误差及复合材料力学性能的实验研究
Pub Date : 2011-01-01 DOI: 10.1051/MECA/2011141
G. Somasundaram, S. Boopathy, K. Palanikumar
Silicon carbide particulate reinforced aluminum (Al/SiCp) Metal Matrix Composites (MMC) is finding increased applications in Industries due to its unique advantages. Holes are to be drilled in many applications for joining and assembly purposes. Friction drilling is a newer non-traditional hole-making chip less process used to make holes in a single step. The manuscript first discusses the mechanical properties such as tensile strength and micro hardness of Al/SiCp-MMC composites, then it discusses the roundness (hole diameter accuracy) errors on dry friction drilled holes. The parameters considered for the experiments are: the composition of work piece, work piece thickness, spindle speed, and feed rate. The results indicated that the increase in the composition of wt% of SiCp particles increases the tensile strength, hardness. The drilling test results indicated that moderate wt% of SiCp gives better results. Higher spindle speeds and higher feed rates increase the roundness error. The highly influential parameter which affects the roundness error is feed rate. Increase in plate thickness also increases the roundness error in drilling of MMC composites.
碳化硅颗粒增强铝(Al/SiCp)金属基复合材料(MMC)由于其独特的优势,在工业领域的应用越来越广泛。在许多应用中,为了连接和装配的目的,需要钻孔。摩擦钻是一种较新的非传统制孔工艺,采用无晶片的工艺,可一步制孔。本文首先讨论了Al/SiCp-MMC复合材料的抗拉强度和显微硬度等力学性能,然后讨论了干摩擦钻孔的圆度(孔径精度)误差。实验考虑的参数有:工件的组成、工件的厚度、主轴转速和进给速度。结果表明,随着SiCp颗粒组成wt%的增加,合金的抗拉强度、硬度均有所提高。钻井试验结果表明,中等质量分数的SiCp效果较好。较高的主轴转速和进给速度会增加圆度误差。对圆度误差影响最大的参数是进给速率。板材厚度的增加也增加了MMC复合材料钻孔圆度误差。
{"title":"Experimental investigation on roundness error in friction drilling and mechanical properties of Al/SiCp-MMC composites","authors":"G. Somasundaram, S. Boopathy, K. Palanikumar","doi":"10.1051/MECA/2011141","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/MECA/2011141","url":null,"abstract":"Silicon carbide particulate reinforced aluminum (Al/SiCp) Metal Matrix Composites (MMC) is finding increased applications in Industries due to its unique advantages. Holes are to be drilled in many applications for joining and assembly purposes. Friction drilling is a newer non-traditional hole-making chip less process used to make holes in a single step. The manuscript first discusses the mechanical properties such as tensile strength and micro hardness of Al/SiCp-MMC composites, then it discusses the roundness (hole diameter accuracy) errors on dry friction drilled holes. The parameters considered for the experiments are: the composition of work piece, work piece thickness, spindle speed, and feed rate. The results indicated that the increase in the composition of wt% of SiCp particles increases the tensile strength, hardness. The drilling test results indicated that moderate wt% of SiCp gives better results. Higher spindle speeds and higher feed rates increase the roundness error. The highly influential parameter which affects the roundness error is feed rate. Increase in plate thickness also increases the roundness error in drilling of MMC composites.","PeriodicalId":49847,"journal":{"name":"Mecanique & Industries","volume":"31 1","pages":"445-457"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2011-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87403896","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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FSI methods for seismic analysis of sloshing tank problems (Corrigendum) 晃动储罐问题地震分析的FSI方法(勘误)
Pub Date : 2011-01-01 DOI: 10.1051/MECA/2011008
Z. Ozdemir, M. Souli, Y. Fahjan
Acknowledgements. The authors would like to deeply thank Professor Sami A. Kilic and Bachelor of Science student Ceki Erginbas for the design of the experimental setup. The sloshing experiment was funded by Grant No. 07HT102 of the Bogazici University’s Research Fund (B.U. Arfon), for which Professor Kilic is the main investigator. The authors would like also to express their deepest gratitude to Professor Erdal Safak of Kandilli Observatory of Bogazici University for careful review of the manuscript and his valuable recommendations. This work is supported by the Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK-MAG) through contract number 108M607 and by Research Fund of Gebze Institute of Technology under project number 2009-A-25. The first author is granted by Eiffel excellence scholarship of the French Ministry of Foreign and European Affairs.
致谢作者衷心感谢Sami A. Kilic教授和理科生Ceki Erginbas设计的实验装置。晃动实验由Bogazici大学研究基金(B.U. Arfon)第07HT102号拨款资助,Kilic教授是主要研究者。作者还要向Bogazici大学Kandilli天文台的Erdal Safak教授表示最深切的感谢,感谢他仔细审查了手稿并提出了宝贵的建议。这项工作由土耳其科学技术研究委员会(TUBITAK-MAG)通过合同编号108M607和Gebze理工学院研究基金在项目编号2009-A-25下支持。第一作者获得法国外交和欧洲事务部艾菲尔优秀奖学金。
{"title":"FSI methods for seismic analysis of sloshing tank problems (Corrigendum)","authors":"Z. Ozdemir, M. Souli, Y. Fahjan","doi":"10.1051/MECA/2011008","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/MECA/2011008","url":null,"abstract":"Acknowledgements. The authors would like to deeply thank Professor Sami A. Kilic and Bachelor of Science student Ceki Erginbas for the design of the experimental setup. The sloshing experiment was funded by Grant No. 07HT102 of the Bogazici University’s Research Fund (B.U. Arfon), for which Professor Kilic is the main investigator. The authors would like also to express their deepest gratitude to Professor Erdal Safak of Kandilli Observatory of Bogazici University for careful review of the manuscript and his valuable recommendations. This work is supported by the Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK-MAG) through contract number 108M607 and by Research Fund of Gebze Institute of Technology under project number 2009-A-25. The first author is granted by Eiffel excellence scholarship of the French Ministry of Foreign and European Affairs.","PeriodicalId":49847,"journal":{"name":"Mecanique & Industries","volume":"107 1","pages":"67-67"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2011-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"80793490","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Optimisation de forme des structures hyperelastiques incompressibles et anisotropes 不可压缩和各向异性超弹性结构的形状优化
Pub Date : 2011-01-01 DOI: 10.1051/MECA/2011127
A. Jarraya, I. Kallel, F. Dammak
Shape optimization of hyperelastic incompressible anisotropic structures. In this paper a shape optimization of hyperelastic incompressible anisotropic structures has been performed. The shape optimization program is implemented by a job control language and a reliable finite-element package program, the SQP (Sequential Quadratic Programming), is used for structural analysis. To achieve the shape optimization, different principles such as structural analysis, sensitivity analysis and mathematical programming are inter-related. The objective is to minimize the Von Mises criterium, with a constraint that the total material volume of the structure remains constant limit for each design variable. In this work, the sensitivity calculation is performed using two methods: numerically by an efficient finite difference scheme and by the exact Jacobian method. The feasibility of the proposed method is carried by a numerical example with anisotropic material.
超弹性不可压缩各向异性结构的形状优化。本文对超弹性不可压缩各向异性结构进行了形状优化。形状优化程序采用作业控制语言实现,结构分析采用可靠的有限元包程序SQP (Sequential Quadratic Programming)。为了实现形状优化,结构分析、灵敏度分析和数学规划等不同原理相互关联。我们的目标是最小化Von Mises准则,并约束结构的总材料体积对每个设计变量保持恒定的限制。在这项工作中,灵敏度计算采用两种方法进行:一种是有效的有限差分格式,另一种是精确的雅可比法。通过各向异性材料的数值算例验证了该方法的可行性。
{"title":"Optimisation de forme des structures hyperelastiques incompressibles et anisotropes","authors":"A. Jarraya, I. Kallel, F. Dammak","doi":"10.1051/MECA/2011127","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/MECA/2011127","url":null,"abstract":"Shape optimization of hyperelastic incompressible anisotropic structures. In this paper a shape optimization of hyperelastic incompressible anisotropic structures has been performed. The shape optimization program is implemented by a job control language and a reliable finite-element package program, the SQP (Sequential Quadratic Programming), is used for structural analysis. To achieve the shape optimization, different principles such as structural analysis, sensitivity analysis and mathematical programming are inter-related. The objective is to minimize the Von Mises criterium, with a constraint that the total material volume of the structure remains constant limit for each design variable. In this work, the sensitivity calculation is performed using two methods: numerically by an efficient finite difference scheme and by the exact Jacobian method. The feasibility of the proposed method is carried by a numerical example with anisotropic material.","PeriodicalId":49847,"journal":{"name":"Mecanique & Industries","volume":"61 1","pages":"293-300"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2011-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"81952156","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Étude des performances de machines-outils 5 axes à structure parallèle et sérielle pour l’usinage d’une pièce aéronautique 航空航天零件加工用平行和串联结构五轴机床的性能研究
Pub Date : 2011-01-01 DOI: 10.1051/MECA/2011121
Sylvain Pateloup, H. Chanal, Emmanuel Duc
L’utilisation de machines-outils a structure parallele devrait permettre d’accroitre la productivite de l’usinage par rapport aux machines-outils a structure serielle pour des performances cinematiques des axes similaires. Ces machines-outils doivent cependant presenter une rigidite de leur structure, une precision de leur commande, et une accessibilite d’outil suffisantes pour l’usinage de pieces aeronautiques. Cet article propose alors de comparer les performances durant l’usinage d’une machine-outil 5 axes a structure parallele, la Tripteor X7 de PCI, et d’une machine-outil 5 axes a structure serielle, la KX15 de Huron. La comparaison est realisee a l’aide d’une piece test representative du secteur aeronautique. Les parametres evalues sont le temps d’usinage pour les differentes operations, la qualite dimensionnelle et geometrique de la piece realisee et l’etat de surface des surfaces obtenues. Ces essais illustrent le potentiel des machines-outils a structure parallele a usiner des pieces aeronautiques avec une qualite dimensionnelle et geometrique satisfaisante en augmentant la productivite. Cependant, la qualite d’etat de surface obtenue avec la machine-outil a structure parallele PCI Tripteor X7 n’est pas acceptable vis-a-vis des contraintes de qualite des pieces aeronautiques. Ainsi, plusieurs voies d’amelioration du processus d’usinage avec les machines-outils a structure parallele sont proposees afin de mieux maitriser la productivite et l’etat de surface obtenue durant l’usinage.
与具有类似轴运动性能的系列机床相比,平行结构机床的使用应能提高加工生产率。然而,这些机床必须具有结构刚度、控制精度和足够的工具可达性,以加工航空部件。本文比较了PCI X7三轴平行结构五轴机床和休伦KX15系列结构五轴机床的加工性能。比较是使用一个具有代表性的航空测试部件进行的。评估的参数是不同操作的加工时间,工件的尺寸和几何质量,以及获得的表面的表面状态。这些试验说明了具有平行结构的机床在加工具有令人满意的尺寸和几何质量、提高生产率的航空部件方面的潜力。然而,与航空部件的质量要求相比,具有PCI三元X7平行结构的机床获得的表面状态质量是不可接受的。因此,提出了几种改进平行结构机床加工工艺的方法,以更好地控制加工过程中获得的生产率和表面状态。
{"title":"Étude des performances de machines-outils 5 axes à structure parallèle et sérielle pour l’usinage d’une pièce aéronautique","authors":"Sylvain Pateloup, H. Chanal, Emmanuel Duc","doi":"10.1051/MECA/2011121","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/MECA/2011121","url":null,"abstract":"L’utilisation de machines-outils a structure parallele devrait permettre d’accroitre la productivite de l’usinage par rapport aux machines-outils a structure serielle pour des performances cinematiques des axes similaires. Ces machines-outils doivent cependant presenter une rigidite de leur structure, une precision de leur commande, et une accessibilite d’outil suffisantes pour l’usinage de pieces aeronautiques. Cet article propose alors de comparer les performances durant l’usinage d’une machine-outil 5 axes a structure parallele, la Tripteor X7 de PCI, et d’une machine-outil 5 axes a structure serielle, la KX15 de Huron. La comparaison est realisee a l’aide d’une piece test representative du secteur aeronautique. Les parametres evalues sont le temps d’usinage pour les differentes operations, la qualite dimensionnelle et geometrique de la piece realisee et l’etat de surface des surfaces obtenues. Ces essais illustrent le potentiel des machines-outils a structure parallele a usiner des pieces aeronautiques avec une qualite dimensionnelle et geometrique satisfaisante en augmentant la productivite. Cependant, la qualite d’etat de surface obtenue avec la machine-outil a structure parallele PCI Tripteor X7 n’est pas acceptable vis-a-vis des contraintes de qualite des pieces aeronautiques. Ainsi, plusieurs voies d’amelioration du processus d’usinage avec les machines-outils a structure parallele sont proposees afin de mieux maitriser la productivite et l’etat de surface obtenue durant l’usinage.","PeriodicalId":49847,"journal":{"name":"Mecanique & Industries","volume":"41 1","pages":"479-486"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2011-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74818061","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Étude du comportement mécanique d’un polyamide 66 chargé de fibres de verre courtes 用短玻璃纤维填充聚酰胺66的力学性能研究
Pub Date : 2011-01-01 DOI: 10.1051/MECA/2011104
Ghorbel Atidel, N. Saintier, A. Dhiab, F. Dammak
Cette etude experimentale presente l’etude du comportement mecanique d’un polyamide 66 (PA66) renforce par des fibres de verre courtes frequemment utilisees dans l’industrie automobile. Afin d’etudier l’influence de la teneur en humidite, de la quantite de fibres de verre introduite dans la matrice et de la vitesse de deplacement, une serie d’essais de traction a ete realisee sur du polyamide renforce ou non avec des fibres de verre courtes a differents fractions volumiques : 10, 20 et 30 wt%. Les resultats montrent la dependance du materiau aux differents parametres cites precedemment. La technique de thermographie infrarouge (IR) a ete utilisee pour determiner l’evolution de la temperature a la surface des materiaux au cours des essais de traction. Un processus de localisation de la dissipation thermique a pu etre identifie a partir des images thermiques.
本实验研究对汽车工业中常用的短玻璃纤维增强聚酰胺66 (PA66)的力学行为进行了研究。为了d’etudier humidite含量的影响,很多玻璃纤维和基体中推出速度安置等一系列拉伸试验了聚酰胺的tts上加强了与玻璃纤维或非短了不同体积分数:wt %, 10、20和30。结果显示了材料对上述不同参数的依赖性。利用红外热像仪(IR)技术确定了拉伸试验中材料表面温度的变化。从热图像中可以确定一个定位散热的过程。
{"title":"Étude du comportement mécanique d’un polyamide 66 chargé de fibres de verre courtes","authors":"Ghorbel Atidel, N. Saintier, A. Dhiab, F. Dammak","doi":"10.1051/MECA/2011104","DOIUrl":"https://doi.org/10.1051/MECA/2011104","url":null,"abstract":"Cette etude experimentale presente l’etude du comportement mecanique d’un polyamide 66 (PA66) renforce par des fibres de verre courtes frequemment utilisees dans l’industrie automobile. Afin d’etudier l’influence de la teneur en humidite, de la quantite de fibres de verre introduite dans la matrice et de la vitesse de deplacement, une serie d’essais de traction a ete realisee sur du polyamide renforce ou non avec des fibres de verre courtes a differents fractions volumiques : 10, 20 et 30 wt%. Les resultats montrent la dependance du materiau aux differents parametres cites precedemment. La technique de thermographie infrarouge (IR) a ete utilisee pour determiner l’evolution de la temperature a la surface des materiaux au cours des essais de traction. Un processus de localisation de la dissipation thermique a pu etre identifie a partir des images thermiques.","PeriodicalId":49847,"journal":{"name":"Mecanique & Industries","volume":"25 1","pages":"333-342"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2011-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"88454402","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Mecanique & Industries
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