Dominik Kukla, Ph.D., Eng.

Department of Experimental Mechanics (ZMD)
Division of Applied Thermomechanics (PTS)
position: specialist
telephone: (+48) 22 826 12 81 ext.: 262/286
room: 035
e-mail: dkukla

Doctoral thesis
2002-05-24Nanokrystaliczne spieki BaTiO3 domieszkowane tlenkami metali ziem rzadkich  (PW)
supervisor -- Prof. Andrzej Olszyna, Ph.D., Dr. Habil., Eng., PW
1032 
Recent publications
1.Kukla D., Brynk T., Pakieła Z., Assessment of Fatigue Resistance of Aluminide Layers on MAR 247 Nickel Super Alloy with Full-Field Optical Strain Measurements, Journal of Materials Engineering and Performance, ISSN: 1059-9495, DOI: 10.1007/s11665-017-2767-7, pp.1-12, 2017
Abstract:

This work presents the results of fatigue tests of MAR 247 alloy flat specimens with aluminides layers of 20 or 40 µm thickness obtained in CVD process. Fatigue test was conducted at amplitude equal to half of maximum load and ranging between 300 and 650 MPa (stress asymmetry ratio R = 0, frequency f = 20 Hz). Additionally, 4 of the tests, characterized by the highest amplitude, were accompanied with non-contact strain field measurements by means of electronic speckle pattern interferometry and digital image correlation. Results of these measurements allowed to localize the areas of deformation concentration identified as the damage points of the surface layer or advanced crack presence in core material. Identification and observation of the development of deformation in localization areas allowed to assess fatigue-related phenomena in both layer and substrate materials.

Keywords:

aluminide layer, fatigue testing, full-field optical strain measurements, super nickel alloy

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Brynk T.-Warsaw University of Technology (PL)
Pakieła Z.-Warsaw University of Technology (PL)
2.Żurek Z.H., Kukla D., Jasiński T., Wykorzystanie mostka rlc do oceny postępu pełzania wysokotemperaturowego stali P91, ZESZYTY PROBLEMOWE - MASZYNY ELEKTRYCZNE, ISSN: 0239-3646, Vol.113, No.1, pp.215-219, 2017
Abstract:

W artykule przedstawiono możliwości oceny zmian parametrów fizycznych próbek ze stali P91 w oparciu o zmodyfikowane metody badań magneto-indukcyjnych. Badania przeprowadzono urządzeniami minimalizującymi koszty badań nie wpływającymi na dokładność. Zastosowano mostek pomiarowy RLC [8] i sondę pomiarową LDC1000 [9-11]. Przedstawione wstępne wyniki badań potwierdzają przyjęte założenia i wskazują na szeroki zakres zastosowań w przemyśle.

Keywords:

metody magneto indukcyjne, NDT, NDE

Affiliations:
Żurek Z.H.-other affiliation
Kukla D.-IPPT PAN
Jasiński T.-other affiliation
3.Winnicki M., Małachowska A., Baszczuk A., Rutkowska-Gorczyca M., Kukla D., Lachowicz M., Ambroziak A., Corrosion protection and electrical conductivity of copper coatings deposited by low-pressure cold spraying, SURFACE AND COATINGS TECHNOLOGY, ISSN: 0257-8972, DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.12.101, pp.1-19, 2016
Abstract:

Aluminium/copper contacts occur in power networks made of aluminium alloy busbars. Bolted joints of aluminium and copper cause galvanic corrosion of aluminium in the presence of electrolyte. The paper focuses on the effect of different powder morphology and the addition of ceramics on coating porosity and consequently on corrosion resistance and electrical conductivity behaviour. In this work, corrosion protection of copper coatings deposited by low-pressure cold spraying (LPCS) onto AA 1350 aluminium alloy is examined. The coatings were sprayed using two copper powders of different morphology, namely spherical and dendritic ones. These powders were mixed with alumina before spraying in a 50:50 weight ratio and composite coatings were deposited. The coating microstructures were characterized by the scanning electron microscopy (SEM). The measurements of coating hardness in the middle of the coating thickness were carried out. The coating corrosion protection was analysed by polarization measurements. All coatings showed increased corrosion potential as compared to the substrate. The electrical conductivity of coatings was determined by eddy-current measurements and showed coating conductivity up to 63% IACS. Moreover, coatings heat treatment was conducted to further increase electrical conductivity.

Keywords:

cold spray, corrosion resistance, polarization measurements, electrical conductivity

Affiliations:
Winnicki M.-other affiliation
Małachowska A.-other affiliation
Baszczuk A.-Wrocław University of Science and Technology (PL)
Rutkowska-Gorczyca M.-other affiliation
Kukla D.-IPPT PAN
Lachowicz M.-other affiliation
Ambroziak A.-Wrocław University of Science and Technology (PL)
4.Staszczak M., Pieczyska E., Maj M., Kukla D., Tobushi H., Infrared thermographic analysis of shape memory polymer during cyclic loading, MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY, ISSN: 0957-0233, DOI: 10.1088/0957-0233/27/12/124007, Vol.27, No.12, pp.124007-1-6, 2016
Abstract:

In this paper we present the effects of thermomechanical couplings occurring in polyurethane shape memory polymer subjected to cyclic tensile loadings conducted at various strain rates. Stress–strain characteristics were elaborated using a quasistatic testing machine, whereas the specimen temperature changes accompanying the deformation process were obtained with an infrared camera. We demonstrate a tight correlation between the mechanical and thermal results within the initial loading stage. The polymer thermomechanical behaviour in four subsequent loading-unloading cycles and the influence of the strain rate on the stress and the related temperature changes were also examined. In the range of elastic deformation the specimen temperature drops below the initial level due to thermoelastic effect whereas at the higher strains the temperature always increased, due to the dissipative deformation mechanisms. The difference in the characteristics of the specimen temperature has been applied to determine a limit of the polymer reversible deformation and analyzed for various strain rates. It was shown that at the higher strain rates higher values of the stress and temperature changes are obtained, which are related to higher values of the polymer yield points. During the cyclic loading a significant difference between the first and the second cycle was observed. The subsequent loading-unloading cycles demonstrated similar sharply shaped stress and temperature profiles and gradually decrease in values.

Keywords:

thermomechanical couplings, infrared camera, shape memory polymer, tension, strain rate, thermoelastic effect, yield point

Affiliations:
Staszczak M.-IPPT PAN
Pieczyska E.-IPPT PAN
Maj M.-IPPT PAN
Kukla D.-IPPT PAN
Tobushi H.-Aichi Institute of Technology (JP)
5.Kukla D., Grzywna P., Kopeć M., Kowalewski Z.L., Assessment of hardened layer thickness for 40HNMA steel using eddy current method, INŻYNIERIA MATERIAŁOWA, ISSN: 0208-6247, DOI: 10.15199/28.2016.5.10, Vol.213, No.5, pp.263-266, 2016
Abstract:

Materials and semi-manufactured products for aviation equipment are usually subjected to increasingly rigorous demands for the quality control. In many cases, like hardened or carburized wheels or rollers assembled in the gear motors, the control procedures enforce necessity of the selective testing of details coming from production lines using destructive techniques. The main aim of diagnostic investigations carrying out on series of final products is to assess qualitatively and quantitatively the layers obtained due to carburizing and induction hardening. Unfortunately, such processes increase the fabrication costs significantly, especially in the case of complex manufacturing technology applied and small-lot production as well. In order to reduce them the attempts for application of non-destructive testing methods are taken for evaluation of either the layers quality or the products subjected to surface treatments. This paper presents the eddy currents method used for the thickness evaluation of the carburized and induction-hardened layers on the basis of the impedance signal variation. The signal was obtained as a result of the so-called ‘lift off’ effect. A methodology for the quantitative thickness evaluation of the carburized and induction-hardened layers has been elaborated under a range of technological parameters. The measurements ranges were defined in the framework of which an identification of the hardened layer was possible using the commercial defectoscope and reference specimens of the fixed thickness. Tests were carried out on specimens made of the ASM6414 steel and subjected subsequently to carburization and induction hardening. The impedance parameters were measured for selected values of frequency. The results were verified on the basis of metallographic investigations as well as the microhardness measurements captured in the form of profiles taken from specimens’ cross-sections of different layer thickness.

Keywords:

eddy current, hardening, carburizing, layers, non-destructive technique

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Grzywna P.-IPPT PAN
Kopeć M.-IPPT PAN
Kowalewski Z.L.-IPPT PAN
6.Kopeć M., Grzywna P., Kukla D., Kowalewski Z.L., Evaluation of the fatigue damage development using ESPI method, INŻYNIERIA MATERIAŁOWA, ISSN: 0208-6247, DOI: 10.15199/28.2016.4.9, Vol.212, No.4, pp.201-205, 2016
Abstract:

Fatigue damage process developing in structural materials under long-term cyclic loading is still an unsolved problem of modern engineering. Attempts to assess a degree of materials degradation under fatigue conditions on the basis of changes in the areas of local strain concentration determined by optical methods can be treated as the promising contemporary research direction of majority of scientific centres in the world. In most cases, fatigue damage has a local character and it is based on damage development leading to generation of cracks appearing around structural defects or geometrical notches. An identification of these areas and their subsequent monitoring requires a full-field displacement measurements performed on the objects surfaces. It seems that modern contemporary optical methods for displacement components measuring on the surfaces of structural elements or tested specimens are suitable for such purpose. Digital Image Correlation (DIC) and Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) are nowadays the most widely used testing methods in this area. Both of them enable capturing of displacement and strain components distributions. This paper presents an attempt to use the ESPI method for fatigue damage evaluation and its monitoring on specimens made of the aluminide coated nickel super-alloys. Flat specimens were subjected to cyclic loading. The fatigue tests were interrupted several times in order to perform a static loading during which the optical measurements were carried out. An analysis of the results captured by the ESPI system allowed indication of places of the greatest stress concentration and demonstration of the damage development process as a function of the increasing number of cycles.

Keywords:

fatigue, damage, super-alloy, Electronic Speckle Pattern Interferometry

Affiliations:
Kopeć M.-IPPT PAN
Grzywna P.-IPPT PAN
Kukla D.-IPPT PAN
Kowalewski Z.L.-IPPT PAN
7.Kukla D., Piotrowski L., Szwed M., Ocena twardości warstw nawęglanych i hartowanych indukcyjnie na stali AMS 6414 z zastosowaniem magnetycznych technik nieniszczących, PRZEGLĄD SPAWALNICTWA, ISSN: 0033-2364, Vol.88, No.10, pp.46-50, 2016
Abstract:

Praca dotyczy oceny możliwości identyfikacji zmian twardości warstw nawęglanych i hartowanych indukcyjnie, z wykorzystaniem nieniszczących technik magnetycznych. Badania przeprowadzono na zestawie trzech próbek, ze stali AMS 6414, poddanych procesowi nawęglania, w atmosferze o różnym stężeniu węgla, a następnie hartowaniu oraz na próbce bez warstwy. Próbki z warstwami o różnej twardości (i stałej grubości - 1,2 mm) poddano badaniom technikami nieniszczącymi, z zastosowaniem prądów wirowych i analizy szumów Barkhausena. Badania metodą prądów wirowych polegały na ocenie zmian kąta fazowego uzyskanego w efekcie oddalenia od warstw o różnej twardości. Jednocześnie poddano analizie obwiednie sygnału Efektu Barkhausena. Wyniki tych badań pozwoliły zidentyfikować różnice w twardości próbek ze stali, z warstwą o różnym stężeniu węgla. W celu weryfikacji pomiarów metodami nieniszczącymi wykonano jakościowe i ilościowe badania mikroskopowe oraz rozkłady mikrotwardości na przekrojach próbek.

Keywords:

nawęglanie, warstwy hartowane indykacyjnie, szumy Barkhausena, prądy wirowe, profile mikrotwardości

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Piotrowski L.-other affiliation
Szwed M.-other affiliation
8.Żurek Z.H., Dobmann G., Rockstroh B., Kukla D., Diagnostyka eksploatacyjna stali w energetyce, ZESZYTY PROBLEMOWE - MASZYNY ELEKTRYCZNE, ISSN: 0239-3646, Vol.109, No.1, pp.169-176, 2016
Abstract:

Stal martenzytyczna P91 należy do grupy stali stosowanych w energetyce. Komponenty maszyn i wyposażenie wykorzystujące stale z tej grupy (K18 - P 265 i 13 HMF) są użytkowane w eksploatacji przy podwyższonych temperaturach. Stale te są narażone na obciążenia zmęczeniowe cieplne, przyspieszoną korozję, pełzanie dynamiczne i relaksację powodowane procesami zmęczeniowymi. Trudne warunki eksploatacji (temperatura, ciśnienie) wywierają różny wpływ na proces zmian ich parametrów fizycznych. W przypadku większości stali stosowanych w energetyce, magneto-indukcyjny pomiar właściwości fizycznych jest dogodną techniką badania próbek, a nawet przy ciągłym diagnozowaniu wycinka instalacji. Artykuł prezentuje wyniki badań przeprowadzonych dla próbek stalowych P91, P265 i 13 HMF oraz proponuje niskokosztowe rozwiązanie monitoringu eksploatacyjnego.

Keywords:

Badania nieniszczące NDT, badania nieniszczące NDE, detekcja zmęczenia, prądy wirowe

Affiliations:
Żurek Z.H.-other affiliation
Dobmann G.-Universität des Saarlandes (DE)
Rockstroh B.-GMH Prüftechnik GmbH (DE)
Kukla D.-IPPT PAN
9.Kukla D., Sitek R., Influence of aluminide layer on the dynamics of the development of fatigue damage in Ni-Cr-Co alloy, SOLID STATE PHENOMENA, ISSN: 1012-0394, DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.240.101, Vol.240, pp.101-107, 2016
Abstract:

Thermomechanical conditions in which the elements of modern aircraft engines work, require the use of protective coatings. The coatings increase the creep strength and also the local thermal stress in the near-surface areas due to the differing thermal expansion of particular material layers. For this reason it is necessary to develop a method for evaluating the operating properties of nickel superalloys with the aluminide layer, taking into consideration the surface processes related to the thermo-mechanical fatigue, taking place during the operation. In the presented work the assessment of the influence of the aluminium-coated layer, deposited on the nickel alloy specimens in the chemical deposition process (CVD) on the changes of the damage parameter in cyclic load conditions was carried out. The damage parameter was defined as a total strain in consecutive load cycles. The dynamics of damage development was analysed for two specimen lots (4 with the layer and 4 without it) displaying axial symmetry with a narrowing in the measured section. The results obtained were correlated with the results of fractography studies using SEM. The results obtained were used for the determination of the relationship between the damage parameter being the sum of the average strain and the strain amplitude, and the number of cycles, until the specimen is destroyed.

Keywords:

Alumina Layer, Fatigue Damage, Super Nickel Alloy

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Sitek R.-Warsaw University of Technology (PL)
10.Krysztofik J., Kukla D., Socha G., Ocena stopnia uszkodzenia stopu Inconel 718 z zastosowaniem prądów wirowych, PRZEGLĄD SPAWALNICTWA, ISSN: 0033-2364, Vol.87, No.12, pp.36-38, 2015
Abstract:

Zaprezentowane wyniki wskazują na możliwość ilościowej oceny stopnia uszkodzenia, opisanego miarą skumulowanego odkształcenia plastycznego, uzyskanego w statycznej próbie rozciągania, z wykorzystaniem prądów wirowych. Badaniom poddano próbkę o zmiennym polu przekroju w całym zakresie części pomiarowej. Użycie próbki o takiej geometrii umożliwia uzyskanie pola deformacji, której wartość zmienia się wzdłuż osi próbki. Znajomość wartości odkształcenia trwałego w danym przekroju próbki w połączeniu z analizą struktury w tym miejscu pozwala na prześledzenie ewolucji uszkodzenia struktury materiału wywołanej jego deformacją trwałą. Na takiej próbce, poddanej próbie rozciągania, wykonano profil zmian kąta fazowego sygnału prądowirowego w kolejnych obszarach o zmiennym stopniu uszkodzenia. Dokonując korelacji pomiędzy stopniem uszkodzenia wyrażonym miarą parametru uszkodzenia oraz wartością mierzonego kąta fazowego, determinowaną lokalnymi zmianami przewodności elektrycznej i przenikalności magnetycznej uzyskano zależność wskazującą na możliwość nieniszczącej oceny stopnia degradacji materiału poddanego obciążeniom przekraczającym wartość granicy plastyczności.

Keywords:

ocena uszkodzenia, lokalne pomiary odkształcenia, prądy wirowe

Affiliations:
Krysztofik J.-other affiliation
Kukla D.-IPPT PAN
Socha G.-other affiliation
11.Kukla D., Zagórski A., Ocena rozwoju uszkodzenia zmęczeniowego warstwy aluminidkowej na stopie niklu z zastosowaniem technik nieniszczących, PRZEGLĄD SPAWALNICTWA, ISSN: 0033-2364, Vol.87, No.12, pp.18-21, 2015
Abstract:

W artykule przedstawiono wyniki badań w zakresie identyfikacji i lokalizacji pęknięcia warstwy aluminidkowej na stopie niklu, pod wpływem obciążeń zmęczeniowych, z zastosowaniem nieniszczących technik badawczych. Testom zmęczeniowym poddano próbki ze stopu niklu z warstwą aluminidową o grubości ok. 20 i 40 μm uzyskaną w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej CVD (Chemical. Vapor. Deposition). Do identyfikacji uszkodzenia zdefiniowanego jako pęknięcie warstwy wykorzystano metodę prądów wirowych (ET) oraz optyczną metodę elektronicznej interferometrii plamkowej (ESPI). Ta ostatnia metoda pozwoliła na wykrycie pęknięć tworzących się w czasie cyklicznego obciążenia próbki, w oparciu o wskazanie lokalizacji deformacji. Umożliwiło to ocenę trwałości zmęczeniowej warstwy, której pękanie poprzedza uszkodzenie całej próbki.

Keywords:

nadstopy niklu, badania zmęczeniowe, warstwy alumidkowe, prądy wirowe

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Zagórski A.-other affiliation
12.Kukla D., Kowalewski Z.L., Grzywna P., Kubiak K., Assessment of fatigue damage development in power engineering steel by local strain analysis, KOVOVE MATERIALY-METALLIC MATERIALS, ISSN: 0023-432X, Vol.52, No.5, pp.269-277, 2014
Abstract:

The results of analysis of fatigue damage development in the X10CrMoVNb9-1(P91) steel specimens subjected to various cyclic loading combinations are presented. The study concerning a quantitative assessment of damage is based on analysis of the fatigue hysteresis evolution in subsequent loading cycles. According to the elaborated algorithms, damage parameters were determined on the basis of two indicators, i.e., average strain and strain amplitude variations. Each of them was responsible for a single damage development mechanism. The average strain characterized ratcheting effect, which is usually related to local generation of plastic strain surrounding microstructural elements. The second damage mechanism called cyclic plasticity is connected with micro slips preceding slip bands formation. The paper also discusses the results of metallographic and fractographic microscopic (SEM) observations of the tested specimens in order to indicate microstructural aspects of fatigue damage development mechanisms.

Keywords:

fatigue test, steels, fracture, scanning electron microscopy, microstructure

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Kowalewski Z.L.-IPPT PAN
Grzywna P.-IPPT PAN
Kubiak K.-other affiliation
13.Grzywna P., Kukla D., Evaluation of strain distribution for the P91 steel under static load using ESPI system, Advances in Materials Science, ISSN: 1730-2439, DOI: 10.2478/adms-2014-0019, Vol.42, No.4, pp.28-39, 2014
Abstract:

The goal of the research was to evaluate the change of displacement/strain phases in the P91 steel under static load conditions. Undertaken tests were aimed at estimation and analysis of the impact of the material state, which was subjected to loading conditions, on the distribution of stress pattern using ESPI system. Specimen made of high temperature creep resistant steel X10CrMoVNb9-1 (P91) used as a construction material for boiler steam feed heaters, vapor tanks, pressure vessels and vapor pipelines, is used in the service conditions of temperature range up of 650°C. Test samples were taken from two P91 steel pipes. One sample came from a segment of a pipeline transporting fresh vapor in time 80 000 h, under the pressure of 8.4 MPa and temperature 540°C. The second sample was the same material but in the delivery state.

Keywords:

fatigue, electronic speckle pattern interferometry, P91 steel

Affiliations:
Grzywna P.-IPPT PAN
Kukla D.-IPPT PAN
14.Kukla D., Bałkowiec A., Grzywna P., Evaluation of microstructural changes of S235 steel after rolling on the basis of microscopic observations and eddy current non-destructive method, Advances in Materials Science, ISSN: 1730-2439, DOI: 10.2478/adms-2014-0020, Vol.42, No.4, pp.40-49, 2014
Abstract:

The aim of the study was to determine the microstructure and residual stress changes which appears in the S235 steel (which is designed for operating in elevated temperatures) during cold rolling. The changes of orientation, both morphological and crystallographic, are occurring as a result of the rolling process. Analysis of the results allowed to determine the change in grain morphology (size, shape), determination of grain morphology of the rolling direction and determination of crystallographic texture. The dislocation density present in the material before and after the cold rolling process was estimated on the basis of dislocation structure images obtained via transmission electron microscope. The observed microstructural changes were correlated with the results of nondestructive testing using eddy current method. They allowed for the identification of the state of stress measured on three different surfaces of the rolled sheet (parallel and perpendicular to the rolling direction). As the result the usability of using the non - destructuve techniques of stress level determination was proved.

Keywords:

S235 steel, microstrcture, eddy current, cold rolling

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Bałkowiec A.-Warsaw University of Technology (PL)
Grzywna P.-IPPT PAN
15.Kukla D., Grzywna P., Karczewski R., Ocena rozwoju uszkodzenia zmęczeniowego na podstawie zmian odkształcenia i parametrów prądowirowych w kolejnych cyklach obciążenia, PRZEGLĄD SPAWALNICTWA, ISSN: 0033-2364, Vol.5, pp.23-31, 2014
Abstract:

W pracy zaprezentowano wyniki badań nad opracowaniem metodyki ilościowej oceny rozwoju uszkodzenia zmęczeniowego wysokostopowej stali X10CrMoVnb9-1 z wykorzystaniem nieniszczącej techniki diagnostycznej – metody prądów wirowych. W oparciu o procedurę charakteryzowania stopnia degradacji zmęczeniowej na podstawie zmierzonych wartości odkształceń średnich oraz odkształceń plastycznych w kolejnych cyklach obciążenia zdefiniowano odkształceniowy współczynnik uszkodzenia zmęczeniowego (Φ) opisujący dynamikę zmian odkształcenia w kolejnych cyklach. Wyznaczone w ten sposób parametry uszkodzenia skorelowano z wynikami pomiarów kąta fazowego sygnału prądowirowego mierzonego w ustalonych etapach procesu zmęczenia, przy amplitudzie naprężenia w zakresie 360÷420 MPa. na podstawie opracowanych procedur pomiarowych uzyskano wyniki wskazujące na możliwość identyfikacji i lokalizacji uszkodzenia zmęczeniowego we wczesnym etapie jego rozwoju, jak również na ilościową ocenę stopnia degradacji w oparciu o zdefiniowany parametr uszkodzenia oraz wyniki uzyskane za pomocą nieniszczącej techniki diagnostycznej.

Keywords:

pękanie zmęczeniowe, spoiny, odkształcenia, prądy wirowe

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Grzywna P.-IPPT PAN
Karczewski R.-other affiliation
16.Augustyniak B., Chmielewski M., Piotrowski L., Kiełczyński W., Prokop K., Kukla D., Pomiar naprężeń własnych metodą Barkhausena za pomocą sondy z wirującym polem magnetycznym, ENERGETYKA, PROBLEMY ENERGETYKI I GOSPODARKI PALIWOWO-ENERGETYCZNEJ, ISSN: 0013-7294, Vol.11, pp.641-643, 2014
Abstract:

Efekt Barkhausena (EB) kojarzony jest z impulsami napięcia indukowanymi w cewce detekcyjnej zbliżonej do magnesowanej płyty. Typowa sonda efektu Barkhausena składa się z elektromagnesu jarzmowego (typu C) i cewki detekcyjnej z rdzeniem ferrytowym [1]. Natężenie efektu Barkhausena zależy od mikrostruktury (wielkości ziarna, morfologii wydzieleń i dyslokacji) oraz od poziomu naprężeń [2]. Magnesowanie jest łatwiejsze, gdy kierunek pola magnetycznego sondy zgodny jest z kierunkiem działania naprężeń rozciągających i trudniejsze, gdy magnesowany jest materiał poddany działaniu naprężeń ściskających. Pomiar naprężeń z wykorzystaniem efektu Barkhausena ma wiele zalet: krótki czas pomiaru (kilkanaście sekund), względnie proste przygotowanie powierzchni (usunięcie warstwy tlenków szlifierką oscylacyjną z papierem ściernym o gradacji powyżej 100). W celu określenia składowych płaskiego stanu naprężenia konieczne jest wyznaczenie rozkładu kątowego natężenia EB [2, 3]. W artykule opisano wyniki badań stanu naprężenia za pomocą nowo opracowanego aparatu wyposażonego w sondę, która generuje w badanym elemencie namagnesowanie o skokowo zmiennym kierunku magnesowania. Aparat ten umożliwia automatyczny pomiar rozkładów kątowych natężenia EB. Badania te są realizowane w ramach projektu NCBiR nr PBS1/A9/14/2012 pt. Opracowanie magnetycznej metody oceny stanu naprężeń w materiałach konstrukcyjnych zwłaszcza anizotropowych. Zdaniem Autorów jest to rozwiązanie o lepszych walorach użytkowych niż proponowane w poprzednich opracowaniach [4, 5]. Anizotropowość właściwości magnetycznych (wynikająca np. z tekstury struktury ziaren) ujawnia się w eliptycznym, a nie kołowym rozkładzie kątowym natężenia EB. Oczywista jest konieczność uwzględnienia tej anizotropii przy badaniu stanu naprężenia tą technika. Poniżej podano przykłady badania stanu naprężenia nowym układem dla złącz spawanych wykonanych z praktycznie izotropowej magnetycznie stali oraz dla stali z wyraźną anizotropią magnetyczną.

Affiliations:
Augustyniak B.-Gdansk University of Technology (PL)
Chmielewski M.-Institute of Electronic Materials Technology (PL)
Piotrowski L.-other affiliation
Kiełczyński W.-other affiliation
Prokop K.-other affiliation
Kukla D.-other affiliation
17.Sitek R., Kukla D., Kobayashi A., Kurzydłowski K.J., Influence of High-Temperature Aluminizing on the Fatigue and Corrosion Resistanceo f Nickel Alloy Inconel 740, Frontier of Applied Plasma Technology, ISSN: 1883-5589, Vol.7, No.1, pp.21-24, 2014
Abstract:

The paper presents the results of studies on the structure and properties of the AlNi type diffusion layers fabricated on the IN 740 nickel alloy by chemical vapor deposition using aluminium chloride (AlCl3), introduced into a hydrogen atmosphere. The layers were examined by light microscopy and scanning electron microscopy. Their chemical composition was examined by EDS, and the phase composition - using a Bruker D8 X-ray diffractometer with CuKa radiation. Fatigue tests were carried out in Inconel 740 sample, in the initial state and covered with the diffusion intermetallic AlNi layers. The strength under dynamic load was examined using a MTS 858 testing machine using symmetric load cycles repeated at a frequency of 20 Hz. The stress amplitude was 550 MPa. Corrosion resistance tests were performed employing potentiodynamic methods, in 0.1M Na2SO4 solution, at ambient temperature. It is shown that the layers improve the fatigue resistance and corrosion resistance of the Inconel 740 substrate.

Keywords:

Inconel 740, CVD, Aluminide layer, High-cycle fatigue, corrosion resistance

Affiliations:
Sitek R.-Warsaw University of Technology (PL)
Kukla D.-IPPT PAN
Kobayashi A.-University of Technology Malaysia KL (MY)
Kurzydłowski K.J.-Warsaw University of Technology (PL)
18.Żurek Z.H., Kurzydłowski K.J., Kukla D., Baron D., Material Edge Conditions of Electromagnetic Silicon Steel Sheets, PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN: 0033-2097, Vol.89, No.2b, pp.112-115, 2013
Abstract:

Material and magnetic degradation on the edges of electromagnetic silicon steel sheets is usually neglected in designing electro-mechanical equipment. Magnetic changes at the sheet edges are insignificantly small in the case of transformers. In the electric machines they can produce significant losses, amounting to 0.5 % when the losses due to the magneto-elastic and reverse phenomena (Joule and Villari) are taken into account. In this context the paper presents the results of laboratory and simulation studies of the influence of various production technologies on the material structure and magnetic properties at edges of elements for electro-mechanical devices.

Keywords:

magneto-elastic and elasto-magnetic effects, plastic strains, changes of magnetic parameters, changes of magnetic hysteresis loop of electromagnetic steel sheet

Affiliations:
Żurek Z.H.-other affiliation
Kurzydłowski K.J.-Warsaw University of Technology (PL)
Kukla D.-IPPT PAN
Baron D.-TurboCare Poland S.A. (PL)
19.Kukla D., Szlagowska-Spychalska J., Grzywna P., Zagórski A., Identyfikacja uszkodzenia zmęczeniowego stopu aluminium 2017 na podstawie pomiarów konduktywności, PRZEGLĄD SPAWALNICTWA, ISSN: 0033-2364, Vol.12, pp.88-91, 2013
Abstract:

Zaprezentowane badania skupiały się na ocenie możliwości wykorzystania pomiarów konduktywności do identyfikacji i lokalizacji uszkodzenia zmęczeniowego w próbkach ze stopu aluminium 2017. Monitorowanie zmian przewodności w wybranych punktach próbki po kolejnych cyklach obciążeń rozciągających pozwoliło stwierdzić spadek tego parametru w miejscu powstania i rozwoju uszkodzenia, prowadzącego do pęknięcia próbki. Istotne zmiany przewodności występują w ostatnim etapie zmęczenia i są związane prawdopodobnie z lokalnym odkształceniem plastycznym towarzyszącym rozwojowi pęknięcia dominującego. Testy prowadzono na próbkach wyciętych z blachy walcowanej o grubości 1, 2 i 3 mm poddanych cyklicznym obciążeniom rozciągającym. Pomiar konduktywności realizowany był kilkakrotnie, po zadanej sekwencji cykli, w siedmiu miejscach po obu stronach próbki, co umożliwiło na lokalizację uszkodzenia zmęczeniowego.

Keywords:

pęknięcia zmęczeniowe, stopy aluminium, konduktywność

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Szlagowska-Spychalska J.-other affiliation
Grzywna P.-IPPT PAN
Zagórski A.-other affiliation
20.Grzywna P., Kukla D., Wpływ eksploatacji na wybrane właściwości mechaniczne stali X10CrMoVnB9-1 (P91), PRZEGLĄD SPAWALNICTWA, ISSN: 0033-2364, Vol.12, pp.75-77, 2013
Abstract:

Przedstawienie wyników badań stali P91 w stanie dostawy i po 80 000 h przepracowanych na rurociągu pary świeżej oraz wskazanie parametrów porównawczych stanowi treść niniejszego opracowania. W pracy przedstawione zostały wyniki badań składu chemicznego, mikrostruktury, statycznej próby rozciągania oraz charakterystyki Wöhlera. nawiązano też do wyników badań nieniszczących otrzymanych przy użyciu metody prądów wirowych umożliwiających ilościową ocenę stopnia degradacji zmęczeniowej stali P91.

Keywords:

właściwości mechaniczne, stal P91, eksploatacja

Affiliations:
Grzywna P.-IPPT PAN
Kukla D.-IPPT PAN
21.Żurek Z.H., Kukla D., Kurzydłowski K.J., Wybrane metody wykrywania degradacji zmęczeniowej w stalach ferromagnetycznych, PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN: 0033-2097, Vol.88, No.7a, pp.218-222, 2012
22.Dietrich L., Grzywna P., Kukla D., Wykorzystanie metod optycznych do lokalizacji uszkodzeń zmęczeniowych, PRZEGLĄD SPAWALNICTWA, ISSN: 0033-2364, Vol.13, pp.16-18, 2012
Abstract:

Monitorowanie zjawisk związanych ze zmęczeniem materiałów jako procesu inicjowanego lokalnie wymaga całopolowych obserwacji deformacji zachodzących pod wpływem obciążeń zmęczeniowych. Metoda elektronicznej interferometrii plamkowej (ESPI) pozwala z dużą precyzją (przy zachowaniu stabilności układu pomiarowego) określić rozkład odkształceń na powierzchni próbki i tym samym wskazać miejsca koncentracji naprężeń wywołanych karbem (strukturalnym, geometrycznym). Możliwa jest także ocena rozwoju tych deformacji w kolejnych cyklach zmęczenia aż do utworzenia pęknięcia i dekohezji próbki. Bieżący pomiar odkształceń w strefie ich lokalizacji pozwala na ilościową ocenę dynamiki rozwoju uszkodzenia zmęczeniowego w badanym materiale.

Affiliations:
Dietrich L.-IPPT PAN
Grzywna P.-IPPT PAN
Kukla D.-IPPT PAN
23.Kukla D., Grzywna P., Zagórski A., Ocena rozwoju degradacji zmęczeniowej stali P91 na podstawie zmian kąta fazowego sygnału prądowirowego, PRZEGLĄD SPAWALNICTWA, ISSN: 0033-2364, Vol.13, pp.8-11, 2012
24.Szlagowska-Spychalska J., Dragan K., Spychalski W., Kukla D., Kurzydłowski K.J., Diagnozowanie konstrukcji lotniczych metodą prądów wirowych i metody modelowania sygnałów elektromagnetycznych, PRZEGLĄD SPAWALNICTWA, ISSN: 0033-2364, Vol.13, pp.2-7, 2012
25.Kukla D., Zagórski A., Grzywna P., Ocena rozwoju procesów zmęczeniowych związanych z lokalnymi odkształceniami na przykładzie stali P91 dla energetyki, ENERGETYKA, PROBLEMY ENERGETYKI I GOSPODARKI PALIWOWO-ENERGETYCZNEJ, ISSN: 0013-7294, Vol.65, No.8 (698), pp.436-440, 2012
26.Kowalewski Z.L., Dietrich L., Kukla D., Grzywna P., Szymczak T., Parametry uszkodzenia w procesie zmęczenia oraz ich miary, ENERGETYKA, PROBLEMY ENERGETYKI I GOSPODARKI PALIWOWO-ENERGETYCZNEJ, ISSN: 0013-7294, Vol.65, No.11 (701), pp.706-710, 2012
27.Żurek Z.H., Kukla D., Baron D., Materiałowe warunki brzegowe blach elektrotechnicznych krzemowych, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, seria "Studia i Materiały", ISSN: 1733-0718, Vol.66, No.32, pp.1-6, 2012
28.Kukla D., Dietrich L., Ciesielski M., Ocena stopnia uszkodzenia eksploatacyjnego materiału rurociągu parowego na podstawie analizy zmian właściwości zmęczeniowych i mikrostruktury, ACTA MECHANICA ET AUTOMATICA, ISSN: 1898-4088, Vol.5, No.3, pp.55-60, 2011
Abstract:

W pracy dokonano oceny stopnia uszkodzenia eksploatacyjnego materiału próbek z elementów rurociągów pary wtórnie przegrzanej po 100 000 godzin pracy na podstawie zmian właściwości zmęczeniowych oraz zmian mikrostruktury. Dokonano testów zmęczenia wysokocyklowego dla zmiennej amplitudy naprężenia z uwzględnieniem rozwoju odkształceńśrednich i niesprężystych. Na tej podstawie opracowano parametry opisujące stopień zniszczenia materiału pod wpływem obciążeń cyklicznych dla próbek w stanie przed i po eksploatacji. Analiza porównawcza wyznaczonych współczynników pozwala oszacować procentowy stopień degradacji materiału próbek eksploatowanych. Wykonano badania metalograficzne z wykorzystaniem Elektronowej Mikroskopii Skaningowej, na podstawie których scharakteryzowano mikrostrukturalne zmiany wynikające z długotrwałej pracy w warunkach eksploatacji rurociągów energetycznych.

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Dietrich L.-IPPT PAN
Ciesielski M.-other affiliation

List of recent monographs
1.
337
Szlagowska-Spychalska J., Kukla D., Dragan K., Metoda prądów wirowych do oceny konstrukcji lotniczych z uwzględnieniem metod modelowania sygnałów elektromagnetycznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, pp.1-127, 2014
List of chapters in recent monographs
1.
468
Kowalewski Z.L., Grzywna P., Kukla D., Advances in Mechanics: Theoretical, Computational and Interdisciplinary Issues, rozdział: Experimental attempts for creep and fatigue damage analysis of materials – state of the art and new challenges, CRC Press/Balkema, Taylor & Francis Group, M. Kleiber et al. (Eds.), pp.17-25, 2016
2.
469
Kukla D., Kowalewski Z.L., Advances in Mechanics: Theoretical, Computational and Interdisciplinary Issues, rozdział: Influence of aluminum layer thickness on the fatigue properties of super-nickel alloy and crack detection by non-destructive techniques, CRC Press/Balkema, Taylor & Francis Group, M. Kleiber et al. (Eds.), pp.317-320, 2016
3.
275
Szlagowska-Spychalska J., Dragan K., Kukla D., Spychalski W., Kurzydłowski K.J., Proc. of the 18th World Conference on Nondestructive Testing, Durban, RPA, 16-20 April, 2012, rozdział: A Novel Approach For The Eddy Current Inspection Of The Aerospace Structures Based On The Signal Modeling And Signal Processing, The American Society for Nondestructive Testing ASNT, pp.1-10, 2012

Conference papers
1.Grzywna P., Kukla D., Kowalewski Z.L., Kopeć M., Wyszkowski M., Zastosowanie elektronicznej interferometrii plamkowej do  lokalizacji uszkodzeń zmęczeniowych, XXIII Seminarium NIENISZCZĄCE BADANIA MATERIAŁÓW, 2017-03-15/03-17, Zakopane (PL), pp.171-188, 2017
2.Kukla D., Szlagowska-Spychalska J., Identification of the fatigue cracking of the aluminide layers on the nickel alloy with the application of the optical method ESPI and eddy current method, WCNDT, 19th World Conference on Non-Destructive Testing, 2016-06-13/06-17, Munich (DE), No.P88, pp.1-7, 2016
Abstract:

Research on the evaluation of the fatigue life of aluminum layers on the nickel alloys are usually limited to cracks identification through carrying out observations of the microstructure of the samples after cyclic load. This methodology is subjected to the considerable errors. The dismantling of samples from the testing machine changes the load conditions, what affect the reliability of the results. That is why there are attempts to use non-destructive methods that allow the detection of cracks during the stress test (until sample rupture) without removing the sample from the machine. Those possibilities gives us eddy current method, commonly used in flaw detection and ESPI, an optical technique which enables interferometric measurements of surface displacements. The work concerns the use of eddy current method and optical method ESPI to the identification of the cracks of the diffusion aluminide layers on the nickel alloy MAR 247. Fatigue tests were performed on the samples with thicknesses of 20 and 40 μm in the tensile load condition. Eddy current and ESPI measurements were performed after predetermined sequences of load cycles and after the load was stopped at maximum tensile stress. On this basis the fatigue life of layer and its effect on durability of the samples was determined.

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Szlagowska-Spychalska J.-other affiliation
3.Żurek Z.H., Dobmann G., Rockstroh B., Kukla D., Examination of service life of power system components made of P91 steel (X10CrMoVNb9-1) using impedance spectroscopy and magnetic resonance technique, WCNDT, 19th World Conference on Non-Destructive Testing, 2016-06-13/06-17, Munich (DE), No.Tu.2.F.1, pp.1-9, 2016
Abstract:

The martensitic steel P91 belongs to the group of steels used in power plants. Machine components and equipment constructed with steels from the group (15HM -13CrMo44 (DIN) and 13HMF) are utilized in service at increased temperatures. Such steels are exposed to thermal fatigue loads, accelerated corrosion, dynamic creep and relaxation (ratcheting) due to tension fatigue. The harsh operation conditions (temperature, pressure) have diverse influence on the evolution process of their physical parameters. In case of most steels used in power plants the magneto – inductive measurement of properties is a convenient technique for testing samples when continuosly applied. The paper presents results of tests performed on P91, 15HM and 13 HMF steel samples. A low cost service life monitoring is proposed.

Affiliations:
Żurek Z.H.-other affiliation
Dobmann G.-Universität des Saarlandes (DE)
Rockstroh B.-GMH Prüftechnik GmbH (DE)
Kukla D.-IPPT PAN
4.Kukla D., Evaluation of fatigue properties of nickel based superalloy MAR 247 with aluminide coating and crack detection by non‐destructive techniques, 6th International Conference on Mechanics and Materials in Design, 2015-07-26/07-30, Ponta Delgada (PT), pp.5661-1-8, 2015
Abstract:

The paper presents results of fatigue test conducted on nickel based superalloy MAR 247 with aluminide layer of varying thickness. The trial for identification of damage localization with the use of Eddy Current (ET) and Electronic Speckle Pattern Interferometry optical method (ESPI) was made. It allowed for detection of cracks forming during cyclic loading of the sample. This enabled evaluation of fatigue life of the layer, as the formation of crack precede sample decohesion.

The impact of the aluminide layer thickness on the fatigue life of a nickel alloy samples in the temperature of 900 degrees C, which is typical value for working conditions of this types of alloys, was also obtained. Wohler curves were assigned for the samples with the aluminide layer of 20 and 40 microns thickness.

Keywords:

super-nickel alloy, fatigue testing, alumina layer, eddy current

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
5.Staszczak M., Pieczyska E.A., Maj M., Kowalczyk-Gajewska K., Kukla D., Tobushi H., Hayashi S., Infrared thermography analysis of thermomechanical shape memory polymer behavior – initial loading stage, AITA, 13th International Workshop on Advanced Infrared Technology and Applications, 2015-09-29/10-02, Pisa (IT), pp.115-118, 2015
Abstract:

Experimental results of effects of thermomechanical couplings occurring in polyurethane shape memory polymer (PU-SMP) subjected to cyclic loading at various strain rates are presented. Stress-strain characteristics were recorded by the testing machine, whereas the specimen temperature changes were measured by a fast and sensitive infrared camera. The influence of strain rate on the polymer thermomechanical behaviour was studied. It was found that the SMP is very sensitive to the strain rate. The higher the strain rate, the higher the values of the stress and temperature changes were obtained. In the initial stage of deformation a drop in temperature called thermoelastic effect, determining a limit of the material reversible deformation, was investigated.

Keywords:

thermomechanical couplings, polyurethane shape memory polymer, cyclic loading, various strain rates, sensitive infrared camera, thermoelastic effect, thermoelastic effect, reversible deformation

Affiliations:
Staszczak M.-IPPT PAN
Pieczyska E.A.-IPPT PAN
Maj M.-IPPT PAN
Kowalczyk-Gajewska K.-IPPT PAN
Kukla D.-IPPT PAN
Tobushi H.-Aichi Institute of Technology (JP)
Hayashi S.-SMP Technologies Inc. (JP)
6.Kukla D., Monitorowanie rozwoju uszkodzenia zmęczeniowego stali dla Energetyki z wykorzystaniem metody prądów wirowych, XX Seminarium Naukowo-Techniczne, 2013-06-19/06-21, Zakopane (PL), pp.137-149, 2013
7.Kukla D., Ciesielski M., Jaśkiewicz A., Ocena stopnia uszkodzenia zmęczeniowego stali dla energetyki z zastosowaniem metody prądów wirowych, 40. Krajowa Konferencja Badań Nieniszczących, 2011-10-24/10-26, Warszawa (PL), pp.22-27, 2011
8.Kukla D., Żurek Z., Kurzydłowski K.J., Wybrane metody wykrywania degradacji zmęczeniowej w stalach ferromagnetycznych, 40. Krajowa Konferencja Badań Nieniszczących, 2011-10-24/10-26, Warszawa (PL), pp.40-47, 2011
9.Kukla D., Dietrich L., Kowalewski Z.L., Grzywna P., Ocena rozwoju uszkodzeń zmęczeniowych w stalach eksploatowanych w energetyce, II Kongres Mechaniki Polskiej, 2011-08-29/09-02, Poznań (PL), pp.1-10, 2011
Abstract:

W pracy dokonano analizy wskaźników rozwoju uszkodzenia zmęczeniowego, opracowanych w oparciu o wyniki testów zmęczeniowych próbek ze stali P91, w stanie dostawy i po 80 000 godzin eksploatacji w warunkach pracy instalacji energetycznej. Wykonano badania zmęczeniowe dla dwóch typów próbek i wyznaczono funkcje zmiany parametrów uszkodzeń w zależności od liczby cykli przy różnych amplitudach naprężenia. Uzyskane wyniki wykorzystano do wyznaczenia klasycznej charakterystyki zmęczeniowej, ale również do wyznaczenia ewolucji uszkodzeń w zależności od liczby cykli. Wyniki wskazały na możliwość jej opisania przy pomocy dwóch makroskopowych wskaźników rozwoju zmęczenia. Pierwszy z nich to średnie odkształcenie w kolejnych cyklach obciążenia przy stałej amplitudzie naprężenia. Drugim, jest odkształcenie niesprężyste w cyklu obrazujące szerokość pętli histerezy w kolejnych fazach obciążenia ostałej amplitudzie naprężenia. Rozwój uszkodzenia wstali P91poddanej obciążeniom zmęczeniowym opisano stosując kombinację wyżej wymienionych wskaźników

Keywords:

badania zmęczeniowe, ewolucja uszkodzeń, wskaźniki uszkodzenia

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Dietrich L.-IPPT PAN
Kowalewski Z.L.-IPPT PAN
Grzywna P.-IPPT PAN

Conference abstracts
1.Grzywna P., Kukla D., Kowalewski Z.L., Kopeć M., Wyszkowski M., Assessment of fatigue damage development using the espi system, 27EMS, Experimental Mechanics of Solids - 27th Symposium, 2016-10-19/10-22, Jachranka (PL), pp.27, 2016
2.Kukla D., Grzywna P., Kopeć M., Kowalewski Z.L., Eddy Current method for thickness assessment of carburized layers, AMT 2016, XXI Physical Metallurgy and Materials Science Conference - Advanced Materials and Technologies, 2016-06-05/06-08, Rawa Mazowiecka (PL), pp.BP7-1-3, 2016
Keywords:

eddy current, hardening, carburizing, layers, non - destructive technique

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Grzywna P.-IPPT PAN
Kopeć M.-IPPT PAN
Kowalewski Z.L.-IPPT PAN
3.Kopeć M., Grzywna P., Kukla D., Kowalewski Z.L., Evaluation of the fatigue damage development using ESPI method, AMT 2016, XXI Physical Metallurgy and Materials Science Conference - Advanced Materials and Technologies, 2016-06-05/06-08, Rawa Mazowiecka (PL), pp.E05-1-4, 2016
Abstract:

Fatigue damage process developing in structural materials under long-term cyclic loading is still an unsolved problem of modern engineering. Attempts to assess a degree of materials degradation under fatigue conditions on the basis of changes in the areas of local strain concentration determined by optical methods can be treated as the promising contemporary research direction of majority of scientific centers in the world. In most cases, fatigue damage has a local character and it is based on damage development leading to generation of cracks appearing around structural defects or geometrical notches. An identification of these areas and their subsequent monitoring requires a full-field displacement measurements performed on the objects surfaces. It seems that modern contemporary optical methods for displacement components measuring on the surfaces of structural elements or tested specimens are suitable for such purpose. Digital Image Correlation (DIC) and Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) are nowadays the most widely used testing methods in this area. Both of them enable capturing of displacement and strain components distributions. This paper presents an attempt to use the ESPI method for fatigue damage evaluation and its monitoring on specimens ma de of the aluminide coated nickel super-alloys. Flat specimens were subjected to cyclic loading . The fatigue tests were interrupted several times in order to perform a static loading during which the optical measurements were carried out. An analysis of the results captured by the ESPI system allowed indication of places of the greatest stress concentration and demonstration of the damage development process as a function of the increasing number of cycles.

Keywords:

fatigue, damage, super - alloy, Electronic Speckle Pattern Interferometry

Affiliations:
Kopeć M.-IPPT PAN
Grzywna P.-IPPT PAN
Kukla D.-IPPT PAN
Kowalewski Z.L.-IPPT PAN
4.Kowalewski Z.L., Grzywna P., Kukla D., New experimental attempts in fatigue damage analysis, DYMAT, 10th Workshop, 2016-08-24/08-26, Poznań (PL), pp.11-13, 2016
5.Kukla D., Staszczak M., Pieczyska E., Heljak M., Szlązak K., Święszkowski W., Cristea M., Tobushi H., Hayashi S., Evaluation of the properties of polymeric foams with shape memory under load, PCM-CMM 2015, 3rd Polish Congress of Mechanics and 21st Computer Methods in Mechanics, 2015-09-08/09-11, Gdańsk (PL), pp.143-144, 2015
Abstract:

The paper presents the results of experimental investigation on polymer foam with shape memory properties. The research is focused on characterization of the microstructure of the foam and understanding the mechanisms of deformation under static and dynamic loading. Up till now, selected experimental techniques have been applied. Dynamic Mechanical Analysis (DMA) allows determining the extent of the value of the glass transition temperature under different load conditions, which also reveals the transformation temperature range for the SMP foam. Scanning electron microscopy (SEM) shows the foam microstructure in various scales, while X-ray tomography gave 3D microstructure results presenting in addition mechanism of the cells deformation and changes in their geometry under 30 % and 50% strain. BOSE system enables obtaining the results on dynamic loading.

Keywords:

Shape memory polymer foam, Dynamic mechanical analysis, Glass transition temperature, X-ray tomography

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Staszczak M.-IPPT PAN
Pieczyska E.-IPPT PAN
Heljak M.-other affiliation
Szlązak K.-other affiliation
Święszkowski W.-other affiliation
Cristea M.-Petru Poni Institute of Macromolecular Chemistry (RO)
Tobushi H.-Aichi Institute of Technology (JP)
Hayashi S.-SMP Technologies Inc. (JP)
6.Kukla D., Kowalewski Z.L., Influence of aluminum layer thickness on the fatigue properties of super-nickel alloy, PCM-CMM 2015, 3rd Polish Congress of Mechanics and 21st Computer Methods in Mechanics, 2015-09-08/09-11, Gdańsk (PL), pp.679-680, 2015
Abstract:

The paper presents the results of fatigue tests performed on the super-nickel alloy after Chemical Vapor Deposition (CVD). CVD process was carried out for the periods of 4 and 12 hours, and as a consequence, a layer of the aluminum of the thickness 20 μm and 40 μm, respectively, was obtained on the surface of nickel alloy. The specimens with layers were tested on the servo-hydraulic testing machine under dynamic loading at high temperature of 900oC. The profiles of micro hardness on the cross-sections of specimens enabled identification of hardness variations. The main aim of this paper was to evaluate the effect of a film thickness on the fatigue properties of the alloy. Additionally, an identification of crack propagation in the layer subjected to cyclic loading was analysed on the basis of deformation changes in the subsequent cycles.

Keywords:

aluminium layer, super nickel alloy, fatigue testing, CVD technique

Affiliations:
Kukla D.-IPPT PAN
Kowalewski Z.L.-IPPT PAN
7.Brynk T., Mezyk D., Kukla D., Digital image correlation utilization in pipeline oriented residual stress estimation, 10th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering, 2014-04-04/04-07, Ateny (GR), pp.1-4, 2014
8.Kukla D., Grzywna P., Kowalewski Z.L., Assessment of damage development due to fatigue of 2017, aluminum alloy on the basis of conductivity measurements, SolMech 2014, 39th Solid Mechanics Conference, 2014-09-01/09-05, Zakopane (PL), pp.307-308, 2014
9.Sitek R., Kukla D., Kurzydłowski K.J., Structure and Properties of the CrN+QlrNi3 Layer Produced on Inconel 740 by Pulse Plasma Ion Nitriding at a Frequency of 10kHz, 20th Annual Meeting of IAPS International Workshop in Malaysia, 6th International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials, 2013-03-08/03-11, Kuala Lumpur (MY), Vol.22, pp.37-38, 2013
10.Kukla D., Grzywna P., Sitek R., Szwed M., Fatigue damage development in nickel-based superalloy with the alumina layer, DAS 30, 30th Danubia-Adria-Symposium on Advances in Experimental Mechanics, 2013-09-25/09-28, Primosten (HR), pp.308-309, 2013
11.Kukla D., Grzywna P., Dietrich L., The Development Dynamics of the located fatigue failure in the porous Silumin, 28th Danubia-Adria-Symposium on Advances in Experimental Mechanics, 2011-09-28/10-01, Siófok (HU), pp.1-2, 2011

Patents
Numer/data zgłoszenia patentowego
Ogłoszenie o zgłoszeniu patentowym
Twórca / twórcy
Tytuł
Kraj i Nazwa uprawnionego z patentu
Numer patentu
Ogłoszenie o udzieleniu patentu
pdf
378862
2006-02-01
-
-
Kurzydłowski K., Michalski J., Mikołajek J., Spychalski M., Karniłowicz J., Kukla D., Zagórski A., Spychalski W., Paradowski K.
Urządzenie do miejscowego zamrażania medium w rurach
PL, Materials Engineers Group Spółka z o.o., Warszawa
209367
WUP 08/11
2011-08-31