Symulacja i modelowanie nanostruktury warstwy Al2O3 otrzymywanej w elektrolitach trójskładnikowych

Abstract

Przeprowadzono analizę literatury poświęconej metodom wytwarzania i właściwościom powłok tlenkowych uzyskiwanych na aluminium i jego stopach na potrzeby sformułowania tezy i postawienia celów dysertacji doktorskiej. Zapoznano się z opracowaniami na temat nowoczesnych metod komputerowych i ich wykorzystaniu w modelowaniu i symulacji warstwy tlenkowej, a także analiz numerycznych wspomagających komputerowe badania tribologiczne. Zakres pracy doktorskiej obejmował wytworzenie warstw tlenkowych Al2O3 na stopie aluminium w elektrolitach trójskładnikowych dla zmiennych warunków anodowania twardego. Ukształtowane warstwy tlenkowe poddane zostały komputerowej analizie obrazu na podstawie wykonanych zdjęć SEM. Uzyskane z pomiarów wartości użyto do zbudowania modelu warstwy i zaprogramowania aplikacji symulującej ułożenie włókien. Przeprowadzono komputerowe badania tribologiczne dla węzła tarcia kostka-płytka z zastosowaniem różnych materiałów próbek dla warunków odpowiadających pracy siłowników pneumatycznych. Osiągniętymi celami pracy doktorskiej było poznanie i wyjaśnienie mechanizmów formowania i wzrostu warstwy Al2O3 przy użyciu mikroskopu skaningowego na podstawie zdjęć powłok. Symulacja i modelowanie nanostruktury warstwy tlenkowej Al2O3 wytwarzanej na stopie aluminium w elektrolicie trójskładnikowym. Analiza numeryczna naprężeń, odkształceń i przemieszczeń węzła tarcia tribologicznego w skojarzeniach ślizgowych. Przedstawiona rozprawa doktorska stanowi oryginalne i nowatorskie rozwiązanie problemu wykorzystania metod komputerowych do wspomagania badań tribologicznych węzłów tarcia modyfikowanych materiałów polimerowych w skojarzeniu ze stopem aluminium EN AW-5251 na którym wytworzono warstwy tlenkowe w procesie anodowania. Zamodelowano trójwymiarową warstwę tlenkową wytwarzaną w elektrolitach trójskładnikowych, a także opracowano autorski programu symulujący wygląd morfologii warstwy tlenkowej wytwarzanej w zmiennych warunkach anodowania twardego. Odpowiednie dane wykorzystane na potrzeby modelowania i symulacji uzyskano z KAO zdjęć SEM. Przeprowadzono badania tribologiczne wspomagane modelowaniem CAD i symulacjami komputerowymi wykorzystującymi obliczenia MES, w których zastosowano różne materiały polimerowe dla skojarzenia ślizgowego kostka-płytka celem zastąpienia czasochłonnych i kosztownych badań stanowiskowych.