A Szerkezetintegritási Osztály szakmai tevékenységének bemutatása

Átírás

1 A Szerkezetintegritási Osztály szakmai tevékenységének bemutatása Lenkeyné dr. Biró Gyöngyér igazgatóhelyettes, Szerkezetintegritási osztály vezetője

2 Szerkezetintegritási Osztály 1996-ban alakult (Tóth László vezetésével) Jelenleg 8 főállású munkatárs és 2 doktorandus hallgató (alapítványi ösztöndíjjal) Legnagyobb osztály az intézetben

3 Szerkezetintegritási Osztály Mi a szerkezetintegritás? Mérnöki szerkezetek és elemeik integritásának biztosítása: megfelelő gyártmány és gyártástechnológia tervezés megbízható üzemeltetés a szerkezet/berendezés állapotának figyelése, megfelelő felülvizsgálatikarbantartási rendszer élettartam-menedzselés (hiba értékelés)? FEM elemzés Numerikus módszerek Mechanikai vizsgálatok NDT módszerek Terhelési feltételek vizsg.

4 Fő kutatási területek és tevékenységek CAD és numerikus módszerek alkalmazása a gép/gyártmány- és technológia tervezésben, numerikus módszerek alkalmazása a szerkezetek üzemelési feltételeinek modellezésére (végeselem modellezés), szerkezeti anyagok károsodási mechanizmusainak elemzése, vizsgálata, szerkezetek állapotának elemzése, hiba- és élettartam- értékelés, alkalmazott törésmechanika, kockázatalapú felülvizsgálat- és karbantartás tervezés

5 Hazai ipari és kutatási projektek Hegesztett házú gömbcsap-konstrukció optimalizálása (DKG East Rt.) Csővezetékekben lévő fémveszteségi hibák veszélyességének értékelése végeselemes módszer alkalmazásával (MOL Rt.) Csőanyagok ejtősúlyos vizsgálatának bevezetése Magyarországon (DUNAFERR Plc.) Káreset adatbank (TVK Rt.) Erőművi szerkezeti anyagok élettartamának meghatározása(nkfp projekt - OM)

6 Hazai ipari és kutatási projektek Üvegalakítás technológiájának számítógépes modellezése (GE Lighting Hungary Rt.) Elektromos térerő végeselem modellezése (FURUKAWA Electric Institute of Technology) Villamos motor forgórész mechanikai állapotának modellezése (HUNELEC Tervező ás Technológiai Kft.) Ipari kemence működésének optimalizálása (ZOLTEK Rt.)

7 Hazai ipari és kutatási projektek Becsípődésgátló rendszer fejlesztése buszajtókhoz (Knorr Bremse Kft.) Mélyhúzott alkatrészek korszerű gyártástervezése (BAKONY Autóalkatrész Rt.) Hűtő csepptál analízise (Electrolux Lehel Kft.) Peremezett csőkötés végeselemes vizsgálata (Knorr Bremse Kft.) MOL Rt. Finomítás Statikus Készülékek Állapotfelügyeleti rendszerének kialakítása (MOL Rt.)

8 Csővezetékben lévő korróziós hiba veszélyességének értékelése (MOL Rt.)

9 A valós hiba 3D-s feltérképezése A lézeres távolságmérő A hibaminta S1 S5 S9 S13 S17 S21 S25 S29 S33 S37 S41 S45 S49 S53 S57 S61 S

10 Hibamodell a végeselem számításokhoz S1 S5 S9 S13 S17 S21 S25 S29 S33 S37 S41 S45 S49 S53 S57 S61 S65

11 Tönkremeneteli nyomás becslése 3. kritérium: σ re d = R m ' 25 Nyomás, MPa Hibamé lys é g, mm Valós hiba Téglatestes modell Parabolikus modell Mért tönkr. nyomás Hatodfokú parabolikus

12 Nagyméretű hegesztett házú gömbcsap tervezése és ellenőrzése (DKG East Rt.) 20 MPa, nyitott állapot 10 MPa, zárt állapot

13 Mérőbélyeges mérés

14 Lehetséges varrathibák törésmechanikai elemzése Varratok elhelyezkedése: 16, 32 48

15 Kritikus hibamélység meghatározása Oldal varrat -zárt állapot, 10 MPa nyomás Hőhatásövezet 15 Alapanyag 32 -os gömbcsap Oldal varrat - nyitott állapot, 20 MPa nyomás Hőhatásövezet Alapanyag Kritikus hibaméret, mm 2. Lemez - felületi ell.rep. 5. Cső - ker. külső fel. ell. rep. 6. Cső - ax. külső fel. ell. rep. 8. Cső - ax. belső fel. ell. rep. Hibatípus Hőhatásövezet Alapanyag Hőhatásövezet Alapanyag Kritikus hibaméret, mm 2. Lemez - felületi ell.rep. 5. Cső - ker. külső fel. ell. rep. 6. Cső - ax. külső fel. ell. rep. 8. Cső - ax. belső fel. ell. rep. 9. Cső - ker. belső fel. ell. rep. Hibatípus 9. Cső - ker. belső fel. ell. rep.

16 Pneumatikus munkahenger peremezett csőkötésének modellezése (Knorr-Bremse Fékrendszerek Kft.) A projekt célja: A peremezés alakítási erőszükségletének meghatározása, a peremezési paraméterek hatásának elemzése (hossz, lekerekítési sugár) A peremezés szilárdságának meghatározása (kiszakítási erő) Érzékenység analízis - anyagminőség hatása

17 A vizsgált alkatrész-együttes

18 Végeselem modell Peremezett kötés Kiinduló geometria

19 Erőszükségletek Anyagtípusok BK BKW GBK NBK Modellezett alakítások 1 változat (60 fokos leperemezés) 2 változat (90 fokos leperemezés) 3 változat ( mmes leperemezés) Cs őbővítő erő, N Peremező erő, N Kiszakító erő, N Cs őbővítő erő, N Peremező erő, N Kiszakító erő, N Cs őbővítő erő, N Peremező erő, N Kiszakító erő, N Cs őbővítő erő, N Peremező erő, N Kiszakító erő, N 12100

20 Mélyhúzás modellezése (Bakony Autóalkatrész Rt.)

21 Pneumatikus lábfékszelep gumirugójának vizsgálata (Knorr-Bremse Fékrendszerek Kft.) A projekt célja: A gumirugó erő-elmozdulás diagramjának meghatározása egy meglévő fékszelep esetén. A modellezés anyagparaméterével egy új, fejlesztés alatt álló fékszelep gumirugó geometriájának optimalizálása egy adott rugókarakterisztika eléréséhez.

22 Végeselem modell Alakváltozott gumirugó-alak Kiinduló geometria

23 Eredmények Terhelő erő, N Dugattyú elmozdulás, mm Mé ré s i görbe a me glé vő konstrukción VEM mode ll, a me glő konstukcióhoz Optimalizálandó erőgörbe VEM modell, az optimalizált geometriára

24 A Szerkezetintegritási Osztály részvétele Európai Uniós kutatási projektekben

25 RIMAP network projekt Cím: Kockázatalapú felülvizsgálati és karbantartási eljárások az európai ipar számára -RIMAP és RIMAP-NAS networkok Támogató: EU 5. KP - GROWTH Partnerek: MPA Stuttgart (Németo.), JRC Petten (Hollandia), Det Norske Veritas (Hollandia), VTT (Finno.), TÜV Engineering Service (Németo.) TNO (Hollandia), Siemens AG (Németo.), ESB (UK), EDF (Franciao.) stb. (34 partner) Támogatás összege: Euro Kapcsolattartó a BAYLOGI-nál: Prof. Tóth László

26 CREEPNET projekt Cím: Növelt hőmérsékleten üzemelő erőművi szerkezetek kúszási tulajdonságai - Advanced Creep network (Co-ordination of Advanced Creep Activities to Improve Safety and Durability of High Temperature Plant Materials) Támogató: EU 5. KP - GROWTH Partnerek: ETD (UK), Siemens AG (Németo.), Alstom Power (UK), ENEL SpA (Olaszo.), TU Darmstadt (Németo.) ERA Ltd. (UK), British Energy Ltd. (UK), EDF (Franciao.), INASMET (Spanyolo.), Elsam (Dánia), CSM (Olaszo.), Mannesmann GmbH (Németo.), Vitkovice Ltd. (Szlovákia), ISQ (Portugália), Svum AS (Cseho.), Skoda (Cseho.), stb. (40 partner) Támogatás összege: Euro Kapcsolattartó a -nál: Prof. Tóth László

27 FITNET projekt Cím: Üzemelésre való alkalmasság - Európai hálózat (European Fitness for Service Network) - FITNET network Támogató: EU 5. KP - GRWOTH Partnerek: GKSS (Németo.), JRC (Holandia), VTT (Finno.), TWI (UK), Uni. Cantabria (Spanyolo.) CESI (Olaszo.), Corus (UK), Caterpillar (Franciao.), British Energy (UK), Shell (Hollandia), Alstom (UK), FhG/IWM (Németo.), UMFS (Szlovénia), Advantica (UK), CR FIAT (Olaszo.), CEIT (Spanyolo.), FORCE (Dánia), Rolls Royce (UK), stb. (30 partner) Támogatás összege: Euro Kapcsolattartó a -nál: Prof. Tóth László

28 ADIMEW projekt Cím: Növelt hőmérsékleten üzemelő csövek heterogén hegesztett kötéseinek integritása - ADIMEW K+F projekt Támogató: EU 5. KP - EURATOM (NAS csatlakozás) Partnerek: EDF (Franciao.), JRC (Holandia), VTT (Finno.), TWI (UK), AEAT (UK), FRA (Franciao.), CEA (Franciao.) Támogatás összege (BAY): Euro Kapcsolattartó a -nál: Lenkeyné dr. Biró Gyöngyvér

29 ELIXIR projekt Cím: Erőművek élettartamának meghosszabbítása korszerű gyártási- és javítási technológiák alkalmazásával - ELIXIR K+F projekt Támogató: EU 5. KP - GROWTH (NAS csatlakozás) Partnerek: Mitsui Babcock Energy Ltd. (UK), Usinor Industeel (Franciao.), Institute de Soudure (Franciao.), FhG-IWM (Németo.), BAZAN (Spanyolo.), CEIT (Spanyolo.), Belleli Energy (Olaszo.), ETC (Franciao.), NDE Technology Limited (UK), University of Bristol (UK) Támogatás összege (BAY): Euro Kapcsolattartó a -nál: Lenkeyné dr. Biró Gyöngyvér

30 Tervező és modellező szoftverek (CAD és végeselem) Pro/Engineer Wildfire - tervezés és modellezés: tervezési-rajzolási feladatok mechanikai terhelések modellezése (rugalmas) mechanizmusok mozgásának modellezése tervezés fáradásra hőtani feladatok modellezése

31 Tervező és modellező szoftverek (CAD és végeselem) I-Deas NX - tervezés és modellezés: tervezési-rajzolási feladatok mechanikai terhelések modellezése (rugalmas és képlékeny) hőtani feladatok áramlástani feladatok műanyagokkal kapcsolatos speciális feladatok (fröccsöntésnél áramlások, hűlési folyamat és vetemedések modellezése) rezgési-hangtani feladatok

32 Tervező és modellező szoftverek (CAD és végeselem) Marc/Mentat végeselemes szoftver - modellezés: mechanikai terhelések modellezése (rugalmas és képlékeny) dinamikai feladatok hőtani feladatok áramlástani feladatok gumiabroncs viselkedésének modellezése elektromosságtani, mágneses, hangtani, elektromágneses, piezoelektromos feladatok

33 Új mechanikai anyagvizsgáló Fejlesztés alatt Használt berendezések: laboratórium 1000 kn hidraulikus szakítógép MTS vezérléssel 500 kn Instron szervo-hidraulikus univerzális anyagvizsgáló berendezés (egytengelyű) Új beszerzés (2004. áprilisban helyezték üzembe) OM támogatással: 250 kn Instron húzó-csavaró szervo-hidraulikus univerzális anyagvizsgáló berendezés - Magyarországon, de Közép-Kelet Európában is unikális! Roncsolásmentes vizsgálati lehetőségek

34 Köszönöm a figyelmüket!