Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zalety i wady wykorzystania metody sieci cieplnych oraz metody numerycznej opartej o MES i CFD w szybkim projektowaniu typoszeregu silników indukcyjnych z wirnikiem zewnętrznym o dużej gęstości mocy typu LEMoK IM

Opach Szczepan

Przegląd Elektrotechniczny

|

2026

|

R. 102, nr 1

137--149

PL

W artykule przedstawiono zalety i wady wynikające z wykorzystania metody sieci cieplnych do wstępnej oceny stanu termicznego maszyn elektrycznych w procesie szybkiego projektowania typoszeregu silników indukcyjnych z wirnikiem zewnętrznym o dużej gęstości mocy typu LEMoK IM chłodzonych cieczą. Zaproponowano sposób parametryzacji geometrycznej i materiałowej serii silników LEMoK IM umożliwiający automatyczne wyznaczanie parametrów modelu termicznego silnika. Ponadto zaproponowano sieć cieplną dedykowaną serii silników LEMoK IM. Przykładowe obliczenia termiczne przeprowadzono dla silnika LEMoK IM 270 o mocy znamionowej PN = 65 kW i prędkości znamionowej nN = 7917 min-1. Wyniki obliczeń analitycznych porównano z wynikami obliczeń numerycznych, opartych na Metodzie Elementów Skończonych (MES) i Obliczeniowej Mechanice Płynów (CFD), przeprowadzonych na modelach 3D w oprogramowaniu ANSYS Fluent. W ocenie zalet i wad obu zaproponowanych metod szczególną uwagę skupiono na różnicy uzyskanych wyników oraz czasochłonności ich stosowania.

EN

This article presents the advantages and disadvantages of using the Thermal Network Method for the preliminary assessment of the thermal state of electric machines during the rapid prototyping of a series of high-power-density, liquid-cooled induction motors with outer rotor type LEMoK IM. A method for geometric and material parameterization of the LEMoK IM motor series is proposed, enabling automatic determination of motor thermal model parameters. Furthermore, a thermal network dedicated to the LEMoK IM motor series is proposed. Example thermal calculations were performed for a LEMoK IM 270 motor with a rated power of PN= 65 kW and a rated speed of 7917 RPM. The results of analytical calculations were compared with the results of numerical calculations based on the Finite Element Method (FEM) and Computational Fluid Dynamics (CFD) conducted using a 3D model in ANSYS Fluent software. In assessing the advantages and disadvantages of both proposed methods attention was focused on the differences in the obtained results and the time resulting from their use.

2

Selekcja sygnałów diagnostycznych w przypadku uszkodzeń rdzenia stojana w silniku indukcyjnym

Oziębło Paweł, Węgiel Tomasz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2026

|

R. 102, nr 4

125--133

PL

W ramach pracy badano sygnał całkowitej mocy chwilowej silnika indukcyjnego w aspekcie przydatności do wykrywania zwarć blach rdzenia stojana. Na podstawie wyników badań polowych oraz eksperymentalnych silnika o mocy 9 kW wyróżniono składowe wrażliwe na obecność uszkodzenia. Przeprowadzone analizy oparte o obliczenia polowe pokazały wrażliwość wyselekcjonowanych harmonicznych przy jednoczesnej obecności innych defektów. Przedstawione spostrzeżenia i wnioski mogą być użyteczne dla potrzeb diagnostyk silników indukcyjnych.

EN

This work investigated whether the total instantaneous power signal of an induction motor could be useful for detecting stator core faults. Based on the results of FEM and experimental tests of a 9 kW motor, components sensitive to the presence of fault were selected. Analyses based on field calculations demonstrated the sensitivity of selected harmonics to the simultaneous presence of other faults. The presented observations and conclusions may be useful for diagnostics of induction motors.

3

Mechanical computation of line start permanent magnet synchronous motors rotors sheets

Gwozdziewicz Maciej, Smolnicki Michał

Przegląd Elektrotechniczny

|

2026

|

R. 102, nr 3

7--12

EN

The paper deals computations of mechanical stresses for Line Start Permanent Magnet Synchronous Motors Rotors sheets. Centrifugal force, load torque and gravity were taken into account. The influence of the motor model mesh on the rotor sheet mechanical stress was examined, showing the significance of mesh sensitivity studies. Another analysed aspect was the influence of the technological radius, showing an 18% difference between the two used values of 0.3 and 0.5 mm. Two software types for the mechanical stresses computation were utilized: Ansys and Abaqus.

PL

Artykuł zawiera wyniki obliczeń naprężeń mechanicznych występujących w blachach wirników silników synchronicznych z magnesami trwałymi o rozruchu bezpośrednim. W trakcie obliczeń wzięto pod uwagę siłę odśrodkową, moment napędowy i siłę grawitacji działającą na blachę. Rozpatrywano także wpływ dyskretyzacji siatki modelu wirnika silnika na wyniki obliczeń wykazując istotność jej analizy w procesie projektowania. Innym analizowanym aspektem były zaokrąglenia technologiczne, gdzie wykazano 18% różnicę pomiędzy dwoma wybranymi promieniami zaokrągleń (0.3 i 0.5 mm). Wykorzystano dwa oprogramowania do obliczeń mechanicznych: Ansys i Abaqus.

4

Electric field distribution in 400 kv composite insulators optimizing via functionally graded material design

Khechekhouche Ali, Guia Talal, M’Hamdi Benalia

Przegląd Elektrotechniczny

|

2026

|

R. 102, nr 4

16--23

EN

This study investigates a material-based solution to this challenge by implementing Functional Graded Materials (FGM) in the insulator housing to achieve a uniform electric field distribution. Three distinct spatial permittivity profiles are designed and analysed, Using Finite Element Method (FEM) simulations in COMSOL Multiphysics, the electric field and potential distributions are computed under dry conditions. The results demonstrate that the U-FGM configuration achieves the most significant improvement, reducing the axial electric field stress at the high-voltage triple point.

PL

Niniejsze badanie analizuje materiałowe rozwiązanie tego wyzwania poprzez zastosowanie Funkcjonalnie Gradientowych Materiałów (FGM) w obudowie izolatora w celu uzyskania jednorodnego rozkładu pola elektrycznego. Zaprojektowano i przeanalizowano trzy różne profile przestrzenne przenikalności elektrycznej, za pomocą symulacji Metody Elementów Skończonych (MES) w środowisku COMSOL Multiphysics obliczono rozkłady pola elektrycznego i potencjału w warunkach suchych. Wyniki demonstrują, że konfiguracja U-FGM osiąga najbardziej znaczącą poprawę, redukując naprężenie osiowego pola elektrycznego w punkcie potrójnym wysokiego napięcia.

5

Development of magnetic equivalent circuit method for surface-mounted permanent magnet synchronous motors

Vu Dat Van, Vu Thanh Nguyen, Nguyen Duc Quang, Quoc Vuong Dang

Przegląd Elektrotechniczny

|

2026

|

R. 102, nr 3

226--233

EN

This paper proposes a simplified Magnetic Equivalent Circuit (MEC) method for modeling of surface-mounted permanent magnet (SPM) synchronous motors (SPMSMs). The method has constructed a system of equations based on the physical structure of the electric machine, including the teeth, stator yoke, air gap, and permanent magnets. By exploiting the symmetry and periodicity of the magnetic field, the computational domain is simplified, which reduces the number of circuit elements and shortens calculation time. The nonlinear system of equations is solved using a damped Newton’s method to ensure stability and convergence. The analytical results are then compared with that obtained from the finite element method (FEM) to show that the error for flux linkage and back-electromotive force is in the range of 5%-7%. However, the cogging torque has lower accuracy due to the approximate modeling of the air gap. The MEC model has demonstrated that a calculation speed of under 1 second, making it suitable for early-stage parameter analysis, design studies, and motor optimization. Keywords Magnetic Equivalent Circuit (MEC) method, Finite Element Method, surface-mounted permanent magnet (SPM) synchronous motors (SPMSMs), Cogging torque, Magnetic flux, Back EMF.

PL

W niniejszej pracy zaproponowano metodę uproszczonego ekwiwalentnego obwodu magnetycznego do modelowania powierzchniowo zamontowanego stałego magnesu w silnikach synchronicznych. Przedstawiona metoda zawiera skonstruowanie systemu równań w oparciu o strukturę fizyczną silnika elektrycznego, w tym, uzębienie (?) jarzmo stojana (?), lukę powietrzną, oraz magnesy stałe. Przez zastosowanie symetrii i okresowości pola magnetycznego, uproszczona została procedura obliczeniowa, co redukuje liczbę elementów obwodowych i skraca czas obliczeń. Zastosowano nieliniowy system obliczeń, wykorzystując przytłumioną? metodę Newtona w celu zapewnienia stabilności i konwergencji. Następnie, porównano wyniki analityczne z wynikami uzyskanymi na podstawie metody FEM (metoda elementów skończonych?) aby wykazać, że błąd dla strumienia sprzężenia (?) oraz siły elektromotorycznej znajduje się w zakresie 5%-7%. Jednakże, moment zaczepowy ma mniejszą dokładność z powodu przybliżonego modelowania szczeliny powietrznej. Model MEC wykazał, że szybkość obliczania może być poniżej 1 sek., co czyni go odpowiednim do zastosowania we wczesnej fazie obliczania parametrów, w badaniach projektowych oraz optymalizacji silnika.

6

Strop płytowo-żebrowy w analizie MES

Walczak Aleksandra

Przegląd Budowlany

|

2026

|

R. 97, nr 1

65--68

PL

W niniejszym artykule analizie poddano strop płytowo-żebrowy. Specyfika wykonania i pracy statycznej stropu monolitycznego płytowo-belkowego polega na podziale stosunkowo cienkiej płyty stropowej na mniejsze pola, przez wprowadzenie belek stanowiących dla płyty podpory podatne. Mimośrodowe usytuowanie płyty względem belki pozwala na zachowanie płaskiej górnej powierzchni stropu. Analizie poddano modele MES rozważanego stropu uwzględniające zróżnicowane sposoby modelowania ustroju. Do obliczeń wykorzystano program Robot Structural Analysis. Na podstawie wykonanych modeli oraz przeprowadzonych obliczeń wskazano zagrożenia w prowadzonych obliczeniach wynikające z niedoszacowania momentów zginających w płycie. Przedstawiono również uproszczone metody analityczne pozwalające na sprawdzenie wyników otrzymanych z obliczeń przestrzennych modeli oraz umożliwiające ich walidację. W końcowej części opracowania przedstawiono metodykę definiowania offsetu (przesunięcia) osi belki względem osi płyty w modelu stropu.

EN

In this article, a beam-and-slab floor is analyzed. The peculiarity of the construction and static work of a monolithic beam-and-slab floor alloy is the division of a relatively thin floor slab into smaller fields, by introducing beams that provide susceptible supports for the slab. The eccentric positioning of the slab with respect to the beam allows the top surface of the floor to remain flat. FEM models of the floor under consideration were analyzed, taking into account different ways of modeling the system. The Robot Structural Analysis program was used for the calculations. On the basis of the models and calculations made, the dangers in the calculations carried out, resulting from underestimation of bending moments in the slab, were indicated. Simplified analytical methods are also presented to check the results obtained from the spatial calculations of the models and to enable their validation. The final part of the paper presents a methodology for defining the offset (displacement) of the beam axis with respect to the slab axis in the floor model.

7

Analiza numeryczna kasetonów elewacyjnych wykonanych z aluminium, stali oraz stali kortenowskiej

Cwyl Maciej, Galemba Paweł, Konopka Mateusz, Prochera Michał

Przegląd Budowlany

|

2026

|

R. 97, nr 2

116--118

PL

W artykule przedstawiono analizę numeryczną kasetonów elewacyjnych wykonanych z aluminium, stali oraz stali typu COR-TEN, stosowanych jako elementy okładzin w systemach fasad wentylowanych. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych z wykorzystaniem modeli powłokowych oraz analizy geometrycznie i materiałowo nieliniowej (GMNIA). Uwzględniono oddziaływania wiatru zgodnie z normą PN-EN 1991-1-4, rozpatrując zarówno parcie, jak i ssanie, a także rzeczywiste warunki podparcia paneli, odpowiadające rozwiązaniom stosowanym w praktyce inżynierskiej. Omówiono zasadność stosowania analizy numerycznej do oceny pracy kasetonów elewacyjnych, ze szczególnym uwzględnieniem identyfikacji lokalnych koncentracji naprężeń oraz wpływu geometrii, sposobu podparcia i właściwości materiałowych na zachowanie elementu.

EN

This paper presents a numerical analysis of façade panels made of aluminium, steel, and corten steel, used as cladding elements in ventilated façade systems. The calculations were carried out using the finite element method with shell models and geometrically and materially nonlinear analysis (GMNIA). Wind loads were determined in accordance with PN-EN 1991-1-4, considering both pressure and suction, as well as realistic support conditions reflecting engineering practice. The paper discusses the validity of applying numerical analysis to the assessment of façade panel behaviour, with particular emphasis on the identification of local stress concentrations and the influence of geometry, support conditions, and material properties on the structural response of the elements.

8

Advanced methods of determination of friction coefficient in the machining process

Grzesik Wit

Mechanik

|

2026

|

R. 99, nr 1

8--13

EN

In this article, several possibilities for integrating AI methods with FEM-based modelling for coefficient of friction (COF) prediction are reviewed and discussed. In particular, the implementation of a Grey-Box model and selected regression testing methods is presented. Results of integrating a Python interface with the FEM DEFORM package for predicting componential cutting forces and cutting temperatures using estimated COF values are provided. The performance of different friction models implemented in FEM and SPH simulation packages is compared. New trends and future research directions are also outlined.

PL

W artykule omówiono możliwości integracji metod sztucznej inteligencji (AI) z modelowaniem metodą elementów skończonych (FEM) do prognozowania wartości współczynnika tarcia. W szczególności przedyskutowano zastosowanie tzw. modelu szarej skrzynki (Grey-Box) i kilku metod testowania regresyjnego, a podano wyniki integracji interfejsu Pythona z programem symulacyjnym DEFORM dotyczące sił skrawania i temperatury, wykorzystujące wyniki prognozy współczynnika tarcia. Porównano efekty zastosowania różnych modeli tarcia w metodach FEM i SPH. Omówiono przyszłościowe kierunki badań.

9

Static calculations of reinforced concrete cylindrical tanks using numerical and analytical methods

Klimasara Jan, Prusiel Jolanta Anna

Materiały Budowlane

|

2026

|

nr 6

25--35

EN

This paper presents the static calculations of a reinforced concrete cylindrical liquid tank that were performed using both analytical and computational methods. The comparison of results showed high agreement, confirming that classical analytical methods can still be effectively applied in the design of such tanks.

PL

W artykule przedstawiono obliczenia statyczne żelbetowego cylindrycznego zbiornika na ciecz wykonane metodą analityczną i komputerową. Uzyskano dużą zbieżność wyników, potwierdzając możliwość skutecznego stosowania klasycznych metod analitycznych w projektowaniu tego typu zbiorników.

10

Funkcjonowanie rurociągów na terenach zapadliskowych

Kliszczewicz Barbara

Materiały Budowlane

|

2026

|

nr 1

98--101

11

Assessment of the structural condition of the roof of the historic church

Kapela Piotr, Kubissa Wojciech

Materiały Budowlane

|

2026

|

nr 5

51--59

EN

The article describes the timber roof structure above the nave of the historic St Dominic’s Church in Plock, which was subjected to investigation and a comprehensive structural analysis. It also presents an assessment of the technical condition of the roof truss, along with the identification of critical areas from the standpoint of structural safety and the continued use of the building. For this purpose, a numerical analysis was carried out using the finite element method, developing two variants of the computational model that differ in the level of structural idealisation. Based on the results of the technical diagnostics and the numerical calculations, conclusions were drawn regarding the necessary repair and strengthening measures. The strengthening works carried out on the roof structure are described, ensuring the safe continued use of the building.

PL

W artykule opisano drewnianą konstrukcję dachu nad nawą zabytkowego kościoła pw. św. Dominika w Płocku, która została poddana badaniom i kompleksowej analizie statycznej. Przedstawiono również analizę stanu technicznego więźby dachowej oraz identyfikację obszarów krytycznych z punktu widzenia bezpieczeństwa konstrukcji i dalszej eksploatacji obiektu. W tym celu przeprowadzono analizę numeryczną z wykorzystaniem metody elementów skończonych, opracowując dwa warianty modelu obliczeniowego, różniące się stopniem idealizacji układu. Na podstawie wyników diagnostyki technicznej oraz rezultatów obliczeń numerycznych przedstawiono wnioski dotyczące niezbędnych działań naprawczo-wzmacniających. Opisano wykonane prace wzmacniające konstrukcję dachu, które zapewnią bezpieczną eksploatację obiektu.

12

Designing in a CAD environment

Machnik Michał, Stradomski Tomasz, Dembiczak Tomasz

Journal of Engineering 360

|

2026

|

Vol. 1, Iss. 1/26

15--25

EN

This is a design study by students at Jan Dlugosz University in Czestochowa. The aim was to design and perform a numerical analysis of a threshold-angle bracket. Nine variants differing in geometry and material were analysed, while meeting the assumptions regarding maximum weight and strength. The bracket model was designed and analysed using SolidWorks 2020 software. This research will serve as a starting point for future development of the bracket by a manufacturer operating in the technical rescue sector.

13

Non-invasive and reliable approach for stiffness characterisation of 3D-printed plates

Wesolowski Mirosław, Ruchwa Mariusz, Dyyak Ivan, Rucevskis Sandris

Eksploatacja i Niezawodność

|

2026

|

Vol. 28, no. 1

art. no. 207016

EN

The additive manufacturing (3D printing) process of plates closely resembles the production of laminated composites. Both structures can be treated as multi-layered composites, where each layer may have distinct mechanical properties while forming an integrated structure. This study employs a non-destructive inverse technique based on dynamic tests to characterize the engineering constants (elastic parameters) of an individual printed layer. By using non-invasive experimental vibration tests (optical sensing), numerical modelling (SIMULIA/ABAQUS), and direct optimization processes (SIMULIA/Isight), the engineering constants of an individual printed layer are identified. A thin 3D-printed plate with a symmetric stacking sequence of layers is used for this characterization. The results are validated by predicting and measuring the dynamic response of a second symmetric plate with a different stacking sequence (printing orientations). The findings demonstrate that Classical Laminated Plate Theory (CLPT) can effectively predict the linear dynamic response of thin 3D-printed plates. Furthermore, the inverse technique is shown to be a robust and reliable method for determining the engineering constants of individual layers in a 3D-printed plate.

14

A Digital Twin for temperature prediction in the laser hardening process of NC10 steel

Lacki Piotr, Derlatka Anna, Lacki Michał, Lachs Kuba

Computer Methods in Materials Science

|

2026

|

Vol. 26, No. 1

5--22

EN

In this study, Artificial Neural Networks (ANN) were created to develop a Digital Twin (DT) for temperature prediction in the laser hardening process of NC10 steel. The ANN were trained to predict temperature on the top layer during the laser hardening process of NC10 steel samples with different thicknesses and with various laser power and laser scanning speeds. The prediction developed during the project work was based on a parametric numerical model of the laser hardening process for a sample of NC 10 steel, using the Finite Element Method (FEM) within the ADINA software. Numerical simulations enabled a detailed analysis of the temperature produced on the surface of each sample, as well as a visualization of the structural changes made to the sample according to the laser hardening process. It is crucial to create data that reflects reality as closely as possible to assess the best setting for each process. A well created DT allows to make automatically important changes along laser hardening process. To obtain a set of the most efficient parameters for the desired result, Genetic Algorithms (GA) were integrated with the developed ANN. As a result, the authors developed an effective and efficient tool to predict the temperature produced along the laser hardening process.

15

An assessment of the intensity of extension-bending coupling and its effect on the stability of a thin laminate plate

Zaczynska Monika, Bohlooly Fotovat Mehdi, Kaluzna Zuzanna

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2026

|

Vol. 74, nr 1

art. no. e155890

EN

The paper presents an investigation to find a method for assessing the intensity of extension-bending mechanical coupling in the behavior of thin plates. The analysis considers thin, simply supported square laminate plates subjected to in-plane compression. Plates with various plies stacking sequences with extension-bending coupling phenomenon were analyzed employing the finite element method software and using a developed closed-formed equation – the analytical method. The coupling intensity was quantified using two dimensionless stiffness reduction coefficients and a nondimensional anisotropic coefficient, known from literature. A reduction in the buckling load for plates with different layer arrangements, observed during nonlinear analysis, was used as a measure of coupling intensity. The results revealed that laminates with high extension-bending coupling intensity could exhibit up to 19% reduction in the buckling load. Additionally, the individual contributions of coupling intensity parameters to this reduction were identified. The validity of the proposed method was further evaluated for plates with different boundary conditions. These findings provide a foundation for predicting the behavior of mechanically coupled laminates without the need for extensive stability analysis.

16

Web-post buckling resistance prediction models of stainless-steel cellular beams using machine learning algorithms

Bachguar Imane, Mouhat Ouadia, Shamass Rabee, Abarkan Ikram

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2026

|

Vol. 20, no. 7

210--226

EN

Cellular steel beams are increasingly used in construction projects due to their decorative and economical characteristics, enabling long spans that reduce the number of columns and footings in the structure, thus shortening construction times and reducing infrastructure costs. The objective of this paper is to predict the ultimate strength, and to realize an accurate design method for determining the shear buckling of the web of stainless-steel cellular beams using machine learning. Several machine learning algorithms are trained using dataset generated from validated finite element models (FEM), including artificial neural networks, decision trees and random forests. All these models performed remarkably well, with coefficients of determination R2 greater than 0.9. The artificial neural network stood out for its superior predictive capacity, offering the best results. In particular, the ANN model with 8 neurons produced very accurate predictions for estimating the web-post buckling strength. In conclusion, a formula based on artificial neural networks (ANN) was presented and proved to be highly accurate, with a regression value (R2) equal to 0.99823, and mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE) values equal to 11.19 and 17.29 respectively. The formula based on artificial neural networks can therefore be used as a design tool.

17

Thermoplastic processing of grade 2 titanium: Finite element method simulations and experimental validation with the Anand model

Bańczerowski Jakub

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2026

|

Vol. 20, no. 3

336--349

EN

This work examines thermoplastic processing (TMP) of commercially pure Grade 2 titanium using finite element simulations with the Anand viscoplastic constitutive model and a broad experimental validation matrix (400–800 °C; 0.01–10 s⁻¹, including an intermediate 5 s⁻¹ case). The goal was to assess whether this model, originally developed for solder alloys, can capture titanium’s deformation behaviour at elevated temperatures relevant to biomedical applications. Uniaxial compression tests were performed at 400–800 °C and strain rates of 0.01–10 s⁻¹, and the resulting stress–strain curves were compared with FEM simulations in Ansys Workbench. Parameter calibration was based on experimental data, with focus on 500–600 °C and 0.1–1 s⁻¹ - conditions previously shown to promote grain refinement and mechanical strengthening. The Anand model reproduced stress evolution well in the initial deformation phase, particularly at lower strain rates. Stress distributions in the FEM simulations captured the expected axial stress gradients (centre < side < edge), while stresses were typically 30–40 MPa higher than measured. The model also reproduced the elastic–plastic transition, with smoother behaviour observed at higher temperatures. However, the model does not account for dynamic recrystallisation (DRX) or related softening mechanisms, which leads to overestimation of stresses in the later stages of deformation. Experimental samples also displayed anisotropic deformation, likely due to initial material texture, which was not represented in the model. Despite these limitations, the Anand formulation demonstrates potential for predicting TMP of pure titanium, reducing reliance on trial-and-error testing and supporting process optimisation for biomedical applications.

18

Pareto-based design of electromagnetic air-core actuators: Integrating Biot–Savart law and FEM verification

Pilch Zbigniew, Gibas Maciej

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2026

|

Vol. 20, no. 9

13--24

EN

This article presents a methodology for optimizing the geometric parameters of air-core coils using the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. The design problem is formulated as a bi-objective task, aiming to maximize the magnetic flux density along the coil axis while simultaneously minimizing the conductor mass. An analytical model based on the Biot-Savart law was developed to drive the optimization process, allowing for the generation of Pareto fronts that illustrate the trade-off between magnetic performance and material consumption. To validate the proposed approach, five distinct design cases with varying geometric constraints were analyzed. The results obtained from the analytical model were verified against numerical simulations performed using the Finite Element Method (FEM) in Agros2D software. The comparative analysis demonstrated high convergence between the analytical and numerical methods, with relative deviations remaining below 2.12%. The study confirms that the proposed hybrid methodology constitutes a robust tool for designing electromagnetic actuators, enabling the selection of optimal coil geometries that balance high magnetic force capabilities with lightweight construction.

19

Finite element analysis of the dynamic response of a functionally graded beam subjected to a two-degrees-of-freedom vehicle

Phung Ba Thang, Nguyen Dang Diem, Dao Ngoc Tien, Pham Van Dat

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2026

|

Vol. 20, no. 8

146--162

EN

This study investigates the vibration response of a functionally graded beam subjected to a two-degree-of-freedom moving load using the finite element method. The finite element formulations for the dynamic analysis of the classical functionally graded beam are derived based on Hamilton’s variational principle. A MATLAB program is developed to compute the vibration response employing the Wilson–θ numerical integration algorithm. In addition, a semi-analytical solution is established to validate the finite element results proposed in this study. The comparison results demonstrate excellent agreement between the finite element method and the semi-analytical approach in predicting the beam’s vibration response. Parametric studies with various input conditions clearly reveal the significant influence of the load magnitude and load velocity on the dynamic behavior of the system. Furthermore, the results indicate that the dynamic amplification factor increases markedly with increasing velocity. Unlike previous FEM studies using simplified moving loads, this work explicitly formulates the coupled mass, damping, and stiffness matrices including Coriolis and centrifugal effects for a 2-DOF vehicle–FGM beam system. Unlike previous FEM studies using simplified moving loads, this work explicitly formulates the coupled mass, damping, and stiffness matrices including Coriolis and centrifugal effects for a 2-DOF vehicle–FGM beam system.

20

Comparative analysis of cross-wedge rolling methods

Pater Zbigniew, Tomczak Janusz, Shu Xuedao, Lio Zixuan

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2026

|

Vol. 20, no. 1

423--435

EN

Flat, convex and concave wedge tools can all be used in cross-wedge rolling (CWR) processes. However, using concave tools requires a new generation of rolling mills with segmented tool assemblies. This paper presents the concepts for such a machine. Next, the influence of tool shape on the CWR process is analysed using the example of a stepped shaft. This analysis was based on numerical simulations carried out using the Simufact.Forming software. The distributions of temperature, effective strain and damage function, as well as force and energy parameters, were compared. Based on this analysis, the most effective CWR process variant was selected.