SINTEZA PROIECTULUI (fisier pdf)

Sinteza a realizarilor 2007-2009 (fisier PowerPoint)


(sinteza in format pdf + tabel )

Pentru faza curenta (2007) activitatile de cercetare au avut un caracter strict teoretic, având ca obiectiv central "Studiul teoretic al amortizarii în conditii XPHD, sub impact/soc pentru suprafete circulare plane, în conditii axial-simetrice". Pe parcursul activitatilor s-au extins modelele analitice si numerice de la suprafetele circulare si la suprafetele plane dreptunghiulare. Prezentul material sintetizeaza în primul Capitol modelele analitice propuse si analizeaza rezultatele obtinute cu acestea. Capitolul 2 este dedicat abordarii numerice, cu metoda diferentelor finite, a problemei expulzarii prin soc. Capitolul 3 prezinta rezultatele evaluarii capabilitatilor software-ului comercial FLUENT n tratarea problematicii lubrificatiei prin dislocatie în medii poroase.

În Raport sunt prezentate solutiile analitice si numerice, pentru analizarea procesului de lubrificatie XPHD, în trei variante de abordare: expulzare cu viteza constanta, expulzare produsa cu forta de apasare constanta, respectiv expulzarea produsa prin impact. Studiile au fost realizate pe doua configuratii geometrice de interes: configuratie circulara, respectiv patrata (care poate fi generalizata la forma dreptunghiulara), ambele aliniate (suprafete paralele)

Pe baza modelului analitic s-au efectuat analize parametrice care au pus în evidenta existenta si localizarea unei permeabilitati optime pentru minimizarea fortei maxime de expulzare, caracteristica esentiala pentru amortizarea socurilor. În acelasi timp s-a evidentiat efectul foarte important de reducere a fortei maxime de expulzare în cazul conditiilor la limita extinse.

Solutiile analitice au fost utilizate pentru evaluarea si calibrarea programelor de calcul numeric , cu diferente finite, care vor fi folosite în continuare în modelarea unor configuratii Wmai complexe, în conditii mai realiste, care nu mai admit solutii analitice. S-a analizat precizia schemelor cu diferente finite, pentru rezolvarea optima a compromisului timp de calcul - precizie.

Algoritmii propusi pot fi folositi fara modificari de esenta în abordarea unor probleme de squeeze la configuratii mai complexe precum cazul suprafetelor rectangulare neparalele sau a suprafetelor cilindrice interioare (specifice cuzinetilor lagarelor radiale).

În paralel, a fost analizata posibilitatea utilizarii unui software comercial (FLUENT) pentru modelarea problemelor de lubrificatie prin medii poroase, cu porozitatea variabila. Rezultatele obtinute sunt promitatoare dar nu sunt pe deplin edificatoare, având în vedere implementarea restrictiva a legilor constitutive ale mediilor poroase. Se întrevede o solutie prin scrierea de subrutine în cadrul FLUENT, solutie relativ complicata si care necesita resurse de timp extrem de mari.

 


(sinteza in format pdf)

 


(sinteza in format pdf)

Obiectivul 1/2009: Investigarea capacităţii de amortizare a şocurilor in condiţiile folosirii unor corpuri sferice / bile lansate gravitaţional.

În cadrul acestui obiectiv a fost conceput şi realizat un dispozitiv şi o procedură experimentală de vizualizare a efectului de amortizare în cazul căderii unei bile rigide pe un Strat Poros Extrem de Compresibil (SPEC). Determinarea energiei maxime absorbite in condiţii XPHD - prin evidenţierea înălţimii de cădere la care energia cinetica a bilei in momentul impactului a fost absorbita in totalitate prin procesele (în cea mai mare măsura hidrodinamice) din interiorul SPEC.

Prin prelucrarea rezultatelor se poate determina permeabilitatea SPEC. Rezultatele obţinute sunt comparabile cu cele obţinute prin procedeul static de determinarea permeabilităţii (raportat anterior - faza 2008) şi confirma una dintre ipotezele modelului teoretic (analiza în regim dinamic se face folosind proprietăţile determinate static).

Analiza procesului de impact bilă rigidă/SPEC prin filmare rapidă (filmare cu 600 cadre/sec. in UPB si filmare cu 6000 cadre/sec realizată în cadrul LMS - Univ. din Poitiers în timpul mobilităţii doctorandului C.S. Popescu) a permis determinarea  cu mare precizie a vitezei de deformaţie a SPEC (prin procesarea numerică a imaginilor) în timpul unui impact în care energia cinetică a bilei a fost absorbită total în condiţii XPHD. Utilizând permeabilitatea determinată prin testele prezentate anterior în cadrul modelului teoretic propus, s-a obţinut curba de variaţie teoretică, care corespunde foarte bine cu cea determinată experimental. Astfel s-a validat modelul teoretic propus.

Rezultatele obţinute au fost prezentate WTC-IV Kyoto – sept. 2009 si in articolul aflat in faza de review la Trans. IMechE – Part J. – Journal of Engineering Tribology.

Obiectivul 2/2009: Investigarea capacităţii de amortizare în condiţii XPHD, pentru suprafeţe circulare plane si contacte sferice, pe un stand dedicat (CETR).

Utilizând standul tribologic CETR-UMT-2 s-a analizat procesul de expulzare la viteză constantă pentru două configuraţii (circulară plană, respectiv sferică)  trei materiale şi doi lubrifianţi (apă respectiv ulei SAE20W50 la temperatura de 25C°). Experimentele în cazul configuraţiei circulare plane au permis determinarea permeabilităţii dinamice pe baza modelului Kozeny-Carman (K-C) respectiv pe baza unui model original propus, Pseudo Kozeny-Carman (PKC). Rezultatele obţinute sunt în bună concordanţă cu cele obţinute prin procedeele de la obiectivul 1 şi au fost prezentate la Simpozionul Leeds-Lyon – sept. 2009 2009 si in in articolul aflat in faza de review la Tribology International.
În cazul suprafeţelor sferice, rezultatele experimentale au fost sistematizate şi comparate cu cele teoretice utilizând un model complex elasto-ex-poro-hidrodinamic (E-XPHD), care nu face obiectul actualei raportări.

Obiectivul 3 /2009: Analiza teoretică a unor amortizoare cu suprafeţe circulare plane multiple (multistrat)

Analizând posibilitatea de realizare a amortizoarelor cu suprafeţe circulare plane multiple (multistrat) s-a ajuns la concluzia că din punct de vedere constructiv configuraţia care se impune este cea inelară. În consecinţă s-a dezvoltat un model analitic XPHD pentru suprafeţe inelare cu condiţii la limită restrânse care reprezintă modulul de bază în analiza amortizorului multistrat. Modelul multistrat propus consideră că masa inelelor rigide separatoare este neglijabilă în raport cu masa de impact. Modelul, în conformitate cu Planul de Realizare al Proiectului, va fi rafinat prin considerarea efectului maselor inelelor separatoare şi apoi validat experimental. Modelul elaborat a constituit baza teoretică pentru Brevetul depus spre examinare.

OBIECTIV SUPLIMENTAR. Măsurarea statică a permeabilităţii materialelor poroase şi compresibile, posibil a fi utilizate în condiţii XPHD de expulzare sub impact/şoc pe un stand cu curgere unidirecţională.
S-a conceput, proiectat şi realizat un stand pentru măsurarea statică a permeabilităţii specializat pe materiale SPEC ţesute (având în vedere că aceste materiale nu pot fi testate relevant pe standul axial-simetric realizat în faza din 2008). La noul stand s-au îmbunătăţit condiţiile de alimentare prin utilizarea unei pompe peristaltice şi s-au pus în evidenţă, prin soluţii originale de vizualizare a curgerii, fenomene de instabilitate menţionate în literatura de specialitate („fingering”).

Rezultatele au fost prezentate în parte la Simpozionul Leeds-Lyon– sept. 2009 si in in articolul aflat in faza de review la Tribology International.