29 września 2022

fczerwiec2015


Materiały lekkie (o gęstości ρ≈1 ÷ 5 g/cm3), takie jak stopy aluminium i stopy magnezu (przedstawione w części 1 i 2 naszego cyklu artykułów), stopy tytanu (przedstawiane w części 3, a których omawianie kontynuowane jest w tej części) oraz kompozyty (planowane do omówienia), znajdują zastosowanie w przemyśle lotniczym i kosmicznym, motoryzacyjnym, maszynowym, zbrojeniowym, okrętowym i chemicznym, jak i także w medycynie.

Kazimierz Czechowski, Iwona Wronska

Wysoka wytrzymałość właściwa i duża sztywność właściwa, czyni te materiały przydatnymi w konstrukcjach lekkich, a występujące razem lub osobno inne korzystne właściwości tych materiałów, takie jak np. wysoka odporność na korozję, duża przewodność cieplna i elektryczna, odporność na wysoką temperaturę oraz korzystna biotolerancja, pozwalają na wykorzystanie wybranych z tych materiałów na odpowiedzialne elementy pojazdów, maszyn, urządzeń, aparatury, przyrządów i narzędzi [1-3].

obrobka wykonczeniowa mat lekkich
Rys. 1 Wpływ sposobu podawania emulsji olejowej na zużycie frezu podczas obróbki dwóch stopów tytanu o zróżnicowanej obrabialności (parametry skrawania: vc = 45 m/min, fz = 0,06 mm/ostrze, ap = 2 mm i ae = 10 mm) – na podstawie lit. [7]

Stopy tytanu o gęstości ρ≈4,5 g/cm3, jak już wspomniano w poprzedniej części, stosowane są m.in. w lotnictwie (np. na części silników odrzutowych i elementy podwozi samolotowych, części kadłuba, elementy skrzydeł i wlotów powietrza), w motoryzacji (np. na elementy układu wydechowego, korbowody, wały napędowe, sprężyny, wahacze i inne części zawieszenia narażone na obciążenia), w budowie okrętów i statków (np. na elementy kadłubów i pomp wody morskiej oraz na śruby okrętowe), przy wykonywaniu aparatury i urządzeń chemicznych, petrochemicznych i energetycznych (np. na reaktory, zbiorniki, wymienniki ciepła, turbiny itd.) oraz w medycynie (np. na implanty, łączniki kości, wszczepy, narzędzia chirurgiczne, części aparatury badawczej i elementy wózków inwalidzkich [4, 5].

Wybrane wyniki badań skrawalności stopów tytanu
W pracach badawczych i rozwojowych dotyczących obrabialności stopów tytanu, prowadzonych w ostatnich kilkunastu latach w różnych ośrodkach na świecie, zajmowano się m.in. zagadnieniami doboru materiału narzędziowego, geometrii narzędzi i parametrów obróbki skrawaniem, a także kształtowania wióra i chłodzenia strefy obróbki.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 6 (93) czerwiec 2015


Próby połączenia konstrukcji pojazdu lądowego z latającym trwają co najmniej od początku XX stulecia. Niestety po wielu z nich nie pozostały żadne zdjęcia ani dokumenty. Pierwszą tego typu konstrukcją, po której zostały rysunki i dokumenty jest maszyna Curtisa z 1917 roku.

Ryszard Romanowski

Najbardziej spektakularne są chyba latające czołgi projektowane przez inż. Waltera Christie i realizowane przez konstruktorów z ZSRS (co opisywaliśmy w kwietniowym wydaniu naszego magazynu). Sławę zyskał Aerocar, który naprawdę latał. Najbliższym jednak przełomu w dwudziestowiecznym podejściu do latania był Juan de la Cierva. I tak jak wcześniej Henry Ford chciał zapewnić Amerykanom samochody, tak on chciał wznieść ludzi w powietrze na swojej konstrukcji autożyrach, czyli wiatrakowcach.

areomobil

Obiecywał, że będzie  można nimi startować z przydomowego ogródka, aby polecieć do pracy lub na zakupy do supermarketu. Entuzjaści twierdzili wówczas, że nie ma potrzeby dalszej rozbudowy amerykańskiego systemu dróg, bo większość pojazdów przeniesie się w powietrze. Pomysłu nie zrealizowano.
Dla latających samochodów pozostawała jednak ciągle nisza, którą konstruktorzy entuzjaści wykorzystywali. Niektóre projekty były wykonane zupełnie profesjonalnie, a inne dotąd spędzają sen z powiek władzom lotnictwa cywilnego.
W ostatnich latach pojawiły się dwie bardzo ciekawe konstrukcje latających samochodów. Zbudowany w Słowacji AeroMobil obserwowany był bacznie, zarówno przez świat motoryzacji, jak i lotnictwa. Jego pierwsza wersja powstała w 1990 roku. Jej autorem był Stefan Klein – osoba znana w świecie projektantów samochodowych. Projektując samochody i rozwiązania motoryzacyjne, będąc przy tym zapalonym pilotem, zaczął realizować marzenie połączenia jednego z drugim. W 1983 roku ukończył Słowacki Uniwersytet Techniczny, a następnie Wyższą Szkołę Sztuk Pięknych w Bratysławie oraz École Supérieure d’Art et Design w Saint-Étienne. Stworzył projekty badawcze dla Audi, VW i BMW. Projektował przeróżne pojazdy, w tym polskiego Melexa. Obecnie pełni funkcję profesora wizytującego Mackintosh School of Art w Glasgow. Jako pilot wylatał ponad osiem tysięcy godzin szybowcami i ponad tysiąc dwieście za sterami samolotów.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 6 (93) czerwiec 2015


Zamiast sklejania elementarnych powierzchni definiujących kształt zęba ślimaka lub segmentu zęba ślimaka (opisanych w poprzednich odcinkach tego cyklu) w systemie CATIA V5 można zdefiniować model powierzchniowy całego zęba ślimaka za pomocą jednego polecenia.

Andrzej Wełyczko

Rozważmy model początkowy (Rys. 43), w którym wszystkie elementy zestawów Input, Output oraz MySurface są zdefiniowane w sposób opisany w wydaniu marcowym Projektowania i Konstrukcji Inżynierskich (Rys. 19).

ewolwentowa 5
Rys. 43

Tym razem zamiast polecenia Sweep zastosujemy polecenie Adaptive Sweep, które już swoją nazwą sugeruje, że umożliwia definicję powierzchni adaptującej się do wskazanych elementów geometrycznych. W przypadku modelu powierzchniowego ślimaka ewolwentowego taka adaptacja nie jest konieczna, bo taki sam przekrój ewolwentowej powierzchni śrubowej, czy przekrój zęba ślimaka, musi być wyciągnięty wzdłuż krzywej prowadzącej. Interesujące są jednak inne cechy tego polecenia, dzięki którym proces konstrukcyjny opisany w poprzednich artykułach tego cyklu można znacznie uprościć.
Geometryczne elementy wymagane przez polecenie Adaptive Sweep to: krzywa prowadząca (Guide curve), krzywa kręgosłupowa (Spine) oraz przekrój (element typu Sketch lub Positioned Sketch) tworzonej powierzchni. Wybór krzywej Spine jest oczywisty: dla ewolwentowej powierzchni śrubowej musi to być krzywa Ewolwenta. Która krzywa powinna być wskazana jako Guide curve? Tu także wybór wydaje się logiczny: Guide curve = Helix.2. Celowo użyłem określenia „wydaje się”, bo powiązanie krzywej Helix.2 z przekrojem tworzonej powierzchni można uzyskać inną metodą, ale o tym później. Płaszczyzna konturu, na którym będzie zdefiniowany przekrój powierzchni jest prostopadła do krzywej wskazanej jako Spine w punkcie określonym w oknie Sketch Creation. Ten punkt może być zdefiniowany przed uruchomieniem polecenia Adaptive Sweep lub w trakcie jego wykonywania. Jeśli definicja powierzchni wymaga zdefiniowania kilku (topologicznie podobnych!) przekrojów, to punkty określające położenie tych przekrojów wzdłuż krzywej Guide curve należy zdefiniować wcześniej, czyli przed uruchomieniem polecenie Adaptive Sweep. W naszym przypadku wystarczy jeden przekrój i dlatego nie ma konieczności definiowania ani przekroju ani punktu określającego jego położenie przed uruchomieniem polecenia Adaptive Sweep.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 6 (93) czerwiec 2015


Każdy kto spotkał się już ze skanerami wykorzystującymi kamerę i projektor do rejestracji danych, zauważył na pewno, że jednym z najczęściej opisujących te skanery parametrów jest rozdzielczość matrycy w kamerze. Jak wiadomo, przy robieniu zdjęć lub kręceniu filmów, rozdzielczość idzie zwykle w parze z jakością obrazu. Czy ta sama zasada dotyczy również skanerów 3D? Kiedy warto zaopatrzyć się w skanery o największej rozdzielczości?

Michał Głocki

Każdy pojedynczy piksel w kamerze skanera odpowiada za rejestrację jednego punktu pomiarowego. W związku z tym, dysponując urządzeniem o rozdzielczości 2 megapiksele jesteśmy w stanie jednym pomiarem zarejestrować 2 miliony punktów. Przy wyższych rozdzielczościach tych punktów będziemy mieli odpowiednio więcej.

skaner 3d comet
Rys. 1  Skaner 3D Steinbichler COMET 6 16M.

Czy więcej nie znaczy zazwyczaj lepiej? Z punktu widzenia dokładności odwzorowania to oczywiście każdy dodatkowy punkt jest bardzo przydatny. Ma to jednak potwierdzenie przy obiektach o skomplikowanej geometrii lub przy elementach cienkościennych. Dlaczego?
Aby odzwierciedlić kształt płaskiej powierzchni, bez względu na jej rozmiar, wystarczą cztery punkty – po jednym w każdym z rogów. Tak więc pozostałe nadmiarowe punkty są w rzeczywistości zbędne i faktycznie przez programy obsługujące skanery 3D są one usuwane w procesie tworzenia siatki trójkątów, tak aby plik wyjściowy był jak najmniejszy, bez utraty jakości.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 6 (93) czerwiec 2015


Biura projektowe przemysłu samochodowego intensywnie pracują nad rozwiązaniami pozwalającymi w jak największym stopniu wyeliminować błędy kierowcy. Dąży się do tego aby wyeliminować kierowcę w ogóle.

Ryszard Romanowski

Niedawno Audi wyposażone w stosowane już w produkowanych samochodach czujniki i systemy bezpieczeństwa zademonstrowało jazdę przez USA niemal bez udziału kierowcy. Przejmował on sterowanie jedynie w miastach. Wyścigowe Audi zademonstrowało również jazdę po torze bez udziału kierowcy.

torqe

Podczas salonu samochodowego w Genewie turyńskie biuro projektowe ED Design zaprezentowało pojazd koncepcyjny TORQ, który może poruszać się bez kierowcy i od podstaw zbudowany jest tak, aby tę możliwość w pełni wykorzystać. Samochód wyścigowy TORQ pozbawiony jest okien, a napęd zapewnić mu mają silniki elektryczne. Co ciekawe, nie jest to typowy koncept, którego dalsza droga kończy się w muzeum lub na linii produkcyjnej. Samochód służyć ma jako platforma badawcza, zarówno systemów tzw. autonomicznej jazdy, jak i związanej z tym faktem aerodynamiki i rozwiązań mechanicznych, takich jak np. dobór materiałów, aktywne zawieszenia i rozmieszczenie układu napędowego. Ojcem i szefem projektu jest Michael Vernon Robinson, którego osiągnięcia warto krótko przypomnieć.

Wszystko zaczęło się od Lancii Stratos
Urodzony w 1956 roku w USA chłopak długo nie wiedział, co będzie robić w życiu. Wspomina, że prawdziwego wstrząsu doznał w roku 1970, gdy zobaczył plakat Lancii Stratos Prototipo Zero. Postanowił budować samochody i pukać do drzwi najznamienitszych firm.  Marzył o pracy w studio Bertone, gdzie powstał Stratos. Po skończeniu studiów, w końcu dekady lat siedemdziesiątych, wyruszył do Europy. Odwiedził zakłady wszystkich wielkich koncernów porównując ich zaawansowanie techniczne i innowacyjność. – Włosi byli o lata świetlne przed innymi – stwierdził po latach, w jednym z wywiadów. Rozpoczął więc poszukiwanie pracy w Italii, projektując w międzyczasie dla Forda w Dearborn, Volvo i Ghia. Krótko potem zajmował się też projektami maszyn, pojazdów specjalnych i sprzętów użytkowych. W końcu zdecydował się na założenie własnej firmy. Pracował głównie dla Renault rozglądając się ciągle za pracą, w którymś z najsłynniejszych biur projektowych. Mężem opatrznościowym okazał się rodak Chris Bangle, który zaproponował mu pracę u Fiata. Został dyrektorem takich projektów, jak modele Bravo i Brava, Lancia Ypsilon, Dialogos, Thesis, papieska Giubileo i naszpikowana elektroniką, niemal samodzielna, koncepcyjna Nea.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 6 (93) czerwiec 2015