Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 279

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 14 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  analiza modalna
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 14 next fast forward last
PL
Konstrukcje stalowe są poddawane dużym obciążeniom dynamicznym, co znajduje wyraźne odzwierciedlenie w generowanych procesach drganiowych. Drgania te mogą wpływać na stan użytkowalności konstrukcji poprzez obniżenie komfortu osób w niej pracujących, jak również mogą osiągać poziom zagrażający bezpieczeństwu konstrukcji. Wpływ drgań na konstrukcję objawia się głównie dodatkowymi naprężeniami w danym przekroju, które sumują się z naprężeniami wynikającymi z obciążeń statycznych. Obciążenia dynamiczne mogą powodować szkodliwe skutki w budynkach o różnych typach konstrukcji, a nawet prowadzić do ich zniszczenia. Uznając konieczność doskonalenia metod oceny jakości konstrukcji budowlanych na potrzeby szacowania ich stanu oraz współczynników bezpieczeństwa dla konstrukcji stalowych, autorzy niniejszej pracy podjęli próbę zbadania procesu niszczenia wybranego obiektu metodą eksperymentalnej analizy modalnej.
EN
Steel structures are subject to large dynamic loads clearly reflected by generated vibration processes. The vibrations may affect state of serviceability of structures by lowering comfort of persons working there as well as possible reaching the level hazardous to safety of the structures. The effect of vibrations to structure is mainly manifested by additional stresses in a given cross-section, which are summed up with those resulting from static loads. The dynamic loads may cause damaging effects in buildings of various structural types or even lead to their destruction. Judging the necessity of improving the quality assessment methods of building structures for purposes of estimation of their state as well as safety factors for steel structures, the authors of this work undertook an attempt to investigate destruction process of selected object by using the method of experimental modal analysis.
EN
Throughout the operational lifecycle of centrifugal pumps, cavitation is an omnipresent phenomenon that frequently leads to cavitation erosion and a decline in hydraulic heads, leading to mechanical failures and substantial damage to the pump assembly. Although the cavitation phenomenon has been widely studied in existing literature, it is still a challenging task for reliable flow dynamics analysis of centrifugal pumps using the modal order reduction technique. In this study, the modal decomposition and reconstruction of the flow field of a centrifugal pump considering the cavitation are conducted. The dynamic modal decomposition (DMD) based on the singular value decomposition (SVD) is employed to explore the dynamic behaviour of the cavitation flow field by reducing the modal order of the flow field. Then, the modal characteristics of the pump flow field are systematically analyzed. The results demonstrate that the DMD method can improve the accuracy of the order reduction model and reduce the modal reconstruction error, the reconstruction error loss is less than 5%, and the calculation efficiency is significantly enhanced to analyze the pump cavitation flow field. In addition, a comparison of the calculation data between the finite element simulation and the DMD reconstructed flow field indicates the potential application of the DMD method in investigating the degradation of the flow field due to cavitation, which provides new perspective and solid technique support for centrifugal pump cavitation analysis.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych mających na celu wyznaczenie wpływu częstotliwości wymuszenia drgań podstawy na zachowanie się stworzonych modeli wspornikowych oraz prostych przestrzennych modeli prętowych w celu oszacowania obszaru rezonansu. W testach wykorzystano samodzielnie zaprojektowany i stworzony stolik wibracyjny. Uzyskane wyniki zestawiono z wartościami częstotliwości drgań własnych modeli, określonych w sposób teoretyczny, z zastosowaniem wzorów analitycznych, oraz numeryczny przy wykorzystaniu analizy modalnej. Dla stworzonych modeli określono wartości częstotliwości wymuszenia, dla których w trakcie drgań konstrukcja przybierała odpowiednie formy deformacji i obserwowano negatywne efekty związane z wystąpieniem zjawiska rezonansu. Całość pracy opatrzono stosownymi wnioskami dotyczącymi wpływu zastosowanych rozwiązań konstrukcyjnych na częstotliwości drgań własnych.
EN
The paper presents the results of experimental research aimed at determining the impact of excitation frequency of base and its effect on behaviour of created cantilever models and simple spatial bar models for the purpose of estimating the area of resonance. The tests used self-designed and made vibration table. The obtained results were compared with the natural vibration frequencies determined theoretically, using the analytical equations and numerical using modal analysis. For the created models, the values of excitation frequencies were determined in which during vibrations the structure assumed the relevant forms of deformations, and the negative effects caused by the resonance was observed. The entire work was accompanied by relevant conclusions concerning the impact of the applied design solutions on the natural vibration frequencies.
EN
The resistance spot welding is one of the main methods used to join thin-walled metal parts, while a number of factors adversely affect the process and thus the quality of the connections made. This article presents the study results of the possibility of applying modal analysis in the quality examination of welded parts by detecting the missing weld. It was aimed to determine this kind welding process imperfections influence on modal shapes and frequencies by the study of the dynamic properties of welded elements in the frequency domain. The research included real and numerical tests. The proposed testing method for spot welded constructions is a scientific novelty in the world, but the investigation results indicated, that the modal analysis may find application in detecting welding defects such as the lack of the welds. To assess the quality of the numerical models, the results obtained in the simulation and experimental test results were compared. The analysis involved the first five modes. The mode shapes in relation to the first five modal frequencies identified using the FEM analyses and the experimental tests was consistent with respect to element distortion. The differences indicate the satisfactory conformity of the numerical simulation results with the experimental test results. The article fundamentally demonstrates the applicability of the above-mentioned method to analyse the performance of all welds at once.
PL
Punktowe zgrzewanie oporowe jest jedną z głównych metod stosowanych do łączenia cienkościennych elementów metalowych, przy czym szereg czynników wpływa niekorzystnie na proces, a tym samym na jakość wykonanych połączeń. W artykule przedstawiono wyniki badań możliwości zastosowania analizy modalnej w analizy jakości zgrzewanych elementów w aspekcie wykrywania brakującej zgrzeiny. Celem było określenie wpływu tego typu niedoskonałości procesu zgrzewania na postać i częstotliwości drgań własnych poprzez badanie w dziedzinie częstotliwości właściwości dynamicznych elementów zgrzewanych. Badania obejmowały testy rzeczywiste i analizy numeryczne. Zaproponowana metoda badania konstrukcji zgrzewanych jest nowością naukową na świecie, a wyniki badań wskazały, że analiza modalna może znaleźć zastosowanie w wykrywaniu wad zgrzewalniczych takich jak brak zgrzein. Skuteczna weryfikacja wykonania danej zgrzeiny w zgrzewanym elemencie zależy od wielu czynników, w tym m.in. materiału i kształtu konstrukcji, lokalizacji zgrzein, miejsca wzbudzenia i pomiaru podczas jej badania. W związku z tym każda badana geometria będzie wymagać opracowania indywidualnych założeń wymuszeń i pomiaru, natomiast ogólne założenia stosowania analizy modalnej pozostają niezmienne. W celu oceny wyników modeli numerycznych, porównano wyniki uzyskane w symulacji i wyniki badań eksperymentalnych. Analiza wykazała, iż postaci drgań własnych w odniesieniu do pierwszych pięciu częstotliwości zidentyfikowanych za pomocą analiz MES i testów eksperymentalnych były zgodne pod względem odkształceń elementów. Różnice wskazują na zadowalającą zgodność wyników symulacji numerycznej z wynikami testów eksperymentalnych, a tym samym zasadne jest stosowanie MES w opracowaniu założeń do opracowania stanowiska pomiarowego konstrukcji zgrzewanych. Artykuł zasadniczo demonstruje możliwość zastosowania wyżej wymienionej metody do analizy jakości wszystkich spoin jednocześnie.
EN
This paper aims to perform modal and harmonic response analyses to show how the piston skirt length reacts. The studied aluminium piston was generated in CATIA CAD Software and consequentially this was simulated in ANSYS software using modal and harmonic response tools. The piston finite element model was built to predict the basic modal parameters such as: natural frequencies, vibration modes and deformations. Different grid sensitivity tests have been done to improve the accuracy of the piston model. The piston with larger skirt has shown 77% higher vibration deformations than piston with smaller skirt. The proposed methodology can be easily used by a design engineer to perform dynamic behaviour studies of moving components and assemblies in Internal Combustion engines and not only.
PL
Przedstawiono sparametryzowany, cyfrowy model pantografu pojazdu szynowego konstrukcji połówkowej. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych jego dynamiki. Badania zostały przeprowadzone stosując obliczeniową analizę modalną. Obliczenia przeprowadzono modyfikując współczynniki sprężystości wybranych elementów konstrukcyjnych. Określono wartości częstotliwości drgań własnych analizowanej konstrukcji. Rezultaty symulacji porównano z prezentowanymi w literaturze wynikami badań eksperymentalnych raportami eksploatacyjnymi.
EN
The parameterised digital model of a rail vehicle pantograph. The results of simulation studies of its dynamics are presented. The tests were carried out using computational modal analysis. Calculations were carried out by modifying the elasticity coefficients of selected structural components. The values of the natural frequencies of the analysed structure were determined. The simulation results were compared with the results of experimental research presented in the literature and with operating reports.
PL
W artykule przedstawiono przykłady analiz dynamicznych i ich efektów dotyczące kilku obiektów mostowych z praktyki zawodowej autora.
EN
The design of bridge structures is mainly based on static calculations. However, in some cases – this applies in particular to railway bridges on high-speed lines or light footbridges – the scope of design calculations should be supplemented with dynamic analyses. They include theoretical modal analysis (eigenvalue problem) and time-step analysis (dynamic response of a structure). Performing a modal analysis of footbridges or railway structures is not a problem today. However, in the case of time-step analysis, software with more sophisticated numerical procedures is required to approximate the solution of the differential equation of motion. The article presents examples of dynamic analyses and their effects concerning several bridge structures from the author’s professional practice.
EN
In this contribution, the author will attempt to demonstrate the potential applicability of frequency-domain estimators in the field of modal analysis. The basics of vibration and modal analysis will be briefly summarised. In modal analysis, it is important to identify a mechanical system with a few inputs and hundreds of outputs. This requires the adaptation of frequency-domain estimators designed to handle large amounts of data in a reasonable amount of time. A practical example will be shown of truss bridge element research.
PL
Metamateriały to nowoczesne materiały o nieklasycznych właściwościach mechanicznych, optycznych, termicznych i elektromagnetycznych, które zyskują na popularności w wielu dziedzinach inżynierii. W przeprowadzonych badaniach numerycznych analizowano trzy struktury metamateriałowe o różnych kątach wewnętrznych. Wyniki pokazały, że geometria struktury ma istotny wpływ na wartość zastępczych parametrów mechanicznych. Porównawcza analiza modalna belki z segmentem metamateriałowym oraz belki pełnej wykazała znaczny spadek częstotliwości drgań własnych wywołany redukcją sztywności w obrębie segmentu. Wyniki ujawniły także lokalne drgania w strukturze metamateriałowej, które mają istotny wpływ na zachowanie się konstrukcji, co podkreśla znaczenie dalszych badań w tej dziedzinie. Metamateriały mogą przyczynić się do postępu technologicznego w różnych gałęziach inżynierii.
EN
Metamaterials are modern materials with non-classical mechanical, optical, thermal, and electromagnetic properties, gaining popularity in various fields of engineering. The conducted numerical studies analyzed metamaterial structures with different internal angles. The results showed that the geometry of structure significantly affect the values of mechanical parameters. A comparative modal analysis of a beam with a metamaterial segment and a solid beam showed a significant decrease in the natural frequencies of vibration resulting from the reduction of stiffness in the area of the segment. The results also revealed local vibrations within the metamaterial segment, which have a significant impact on the behavior of the structure, highlighting the importance of further research in this area. Metamaterials could contribute to technological advancements in various branches of engineering.
EN
The studying the dynamic response of steel-concrete railway bridges of Langer type is huge importance of ensuring the safety of such structures under high-speed train loads. Numerical simulations at the design stage require knowledge of the modal characteristics: natural frequencies, shapes and damping. In addition, in the dynamics of railway bridges subjected to high-speed trains, it is important to check the impact of dynamic effects on the ultimate and serviceability limit states. As part of the investigations displacements and accelerations of selected measurement points arising from driving the test rolling stock are analyzed. In the first stage, calculations of the eigenvalues and the corresponding eigenvectors were carried out in the Robot program for two variants of mass description (distributed and discrete). In the second stage, dynamic train passages for various vehicle speeds were examined in terms of displacements and accelerations of measurement points by using the authors’ program MES3D.
PL
Badanie odpowiedzi dynamicznej stalowo-betonowych mostów kolejowych typu Langera ma ogromne znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa takich obiektów pod obciążeniem pociągów dużych prędkości. Symulacje numeryczne na etapie projektowania wymagają znajomości charakterystyk modalnych: częstotliwości drgań własnych, form i tłumienia. Dodatkowo w dynamice mostów kolejowych poddanych działaniu pociągów szybkobieżnych istotne jest sprawdzenie wpływu efektów dynamicznych na stany graniczne nośności i użytkowalności. W ramach badań analizowano przemieszczenia i przyspieszenia wybranych punktów pomiarowych powstałych od jazdy taborem próbnym. W pierwszym etapie przeprowadzono obliczenia wartości własnych i odpowiadających im wektorów własnych w programie Robot dla dwóch wariantów opisu masy (rozłożonej i dyskretnej). W drugim etapie zbadano przebiegi dynamiczne dla różnych prędkości pociągów pod kątem przemieszczeń i przyspieszeń punktów pomiarowych za pomocą autorskiego programu MES3D.
EN
Based on the inverse approach and the finite element method, the quality of a reconstructed signal is discussed in this work. The responses caused by a distributed impact on a portion of a composite structure can be recovered using dynamic analysis. The structure is thought to be complex and made up of two different-sized plates made of two different materials. The robustness of the inversion method was studied, as well as the sensitivity of the numerical method compared to modal truncation and sampling of the frequency response function (FRF). Once the FRF had been identified, regularized deconvolution as per generalized singular value decomposition was used to reconstruct the impact signal characteristics. It was revealed that only one mode is required to reconstruct the impact signal.
EN
Mechanical vibrations are a common problem encountered in many machines, especially for vertical turbine pumps. These pumps are generally difficult to stiffen or damp, but the effective diagnosis must begin with an understanding of the underlying vibratory sources. In the present work, a deep well vertical turbine pump experienced extremely high vibrations for a long time although it still being new. It hasn't been in operation for over 6 months. The pump system suffers from extremely high vibration levels relative to the rotational speed (1X motor dominant frequency). An efficient strategy was implemented by using well-conceived techniques. The experimental modal analysis confirmed a presence of a natural frequency. Modifications were carried out to overcome resonance. Finite element analysis was done to determine the reed critical frequencies as a powerful tool to identify and mitigate vibration issues. On-site motor balancing was done to remove vibrations due to the residual imbalance. Results revealed decreasing vibration level by about 66% after solving all problems.
EN
The paper presents arch structures modeled by finite elements in which the nodes can be flexibly connected. Two-node curved elements with three degrees of freedom at each node were used. Exact shape functions were adopted to obtain stiffness and consistent mass matrices but they were modified by introducing rotational flexibility in the boundary nodes. Calculations of statics and dynamics of arches with different positions of flexible joints and different values of rotational stiffness of the joints were carried out.
EN
The analysis of dynamic parameters finds effective application in processes related to the assessment of the technical condition of machines. Mass transport vehicles are particularly sensitive to maintaining an appropriate level of traffic safety through relevant design and diagnostics. The combination of numerical and experimental methods increases the efficiency of modal properties investigations, which can be used as diagnostic parameters. During the research, the authors performed a numerical model of a system composed of a rim and an inner disc of a wheel fitted in a Konstal 105Na tram, widely used in many polish cities and frequently subjected to repair and renovation processes. The Time Response analysis in SOLIDWORKS (also called Modal Time History) was then conducted, resulting in obtaining information about object vibration response in time domain to the impulsive excitation at given points. These signals were then processed in MATLAB aiming at determining the frequencies of natural vibration and damping ratios. The processing parameters in MATLAB were corresponding to the analysis settings of the experimental measurement, carried out within the BK Connect environment, with an impact modal hammer and piezoelectric transducers. When analyzing the experimental measurements, the authors applied Fast Fourier Transformation, Frequency Response Function and Complex Mode Indicator Function (the theoretical basis of which and practical sense of application were also presented in the paper). Finally, the results of the experiment were compared with simulation outcomes. This comparison allowed the obtainment of frequency characteristics of the vibration response to the impact and the determination of the dynamic parameters of the actual object. Six frequencies of natural vibrations were determined in the frequency range of 0 to 3000 Hz, as well as their damping ratios and autocorrelation indicators between modes. Similarities and potential sources of differences between the numerical and the experimental results were identified and explained, followed by conclusions on the practical application of the presented research methodology in the industry.
EN
The study of the system composed of the inner disc and wheel rim of the 105Na type railway wheel, used in Polish Konstal streetcars, was aimed at determining the dynamic parameters of the object, such as the form and frequency of natural vibrations, and at evaluating the effectiveness of the method at given analysis settings. The experiment was conducted using triaxial piezoelectric transducers and a modal hammer with an aluminum head. A multiple-input, multiple-output (MIMO) testing approach was used because of the multiple excitation points and vibration measurements. A Fast Fourier Transform (FFT) of the measurements was performed in BK Connect software and the frequency response function (FRF) value waveforms were determined. The Rational Fraction Polynomial-Z method was used to extract modes from the frequency spectrum. In addition, the Complex Mode Indicator Function method was used, which resulted in the decomposition of the principal components of the FRF value matrix, allowing the identification of individual modes. The selection of the natural frequencies was performed on the basis of the obtained FRF and CMIF characteristics of the vibroacoustic response. Visualization of the form of the natural vibration was also performed. The result of the experiment was a set of comprehensive information on the modal properties of the studied object, which allowed to confirm the effectiveness of the selected method of analysis.
16
EN
A machine has always been, is and will be the technical progress. The basis of every economy is the progressiveness of manufacturing engineering since it manufactures components for all industries. Technical requirements in manufacturing engineering are constantly leading to an increase of the technical level of manufacturing equipment. Profound knowledge of scientific fields precedes a successful fulfilment of the technical requirements. Structural units of manufacturing machines are complex mechanisms that must work reliably and safely with an emphasis on their important function. These units create new objectives for their research and optimization.
PL
Konstrukcje budowlane i ich elementy muszą spełniać wymagania dotyczące stateczności, sztywności i nośności. Są to warunki decydujące o bezpieczeństwie konstrukcji zarówno w okresie budowy, jak i eksploatacji. Ocena bezpieczeństwa odbywa się na podstawie badań diagnostycznych mających na celu kontrolę jakości wykonania wznoszonych obiektów lub zlokalizowanie uszkodzeń elementów konstrukcji powstałych podczas eksploatacji. W artykule skupiono się na eksperymentalnej analizie modalnej SISO ceramicznych elementów murowych. Doświadczenie przeprowadzono na dwudziestu próbkach cegły pełnej, z czego celowo uszkodzono połowę z nich, aby możliwa była ocena przydatności zastosowanej metody w postawionym problemie badawczym.
EN
Building structures and their elements must meet the requirements related to stability, stiffness and strength. These are the conditions that determine the safety of the structure both during construction and operation. The safety assessment is carried out on the basis of diagnostic tests aimed at checking the quality of the erected objects or locating damages to structural elements caused during operation. The work focuses on the experimental SISO modal analysis of ceramic masonry elements. The experiment was carried out on twenty samples of solid and perforated bricks, half of which were deliberately damaged and thus to be able to assess the suitability of the method used in the research problem posed.
PL
W niniejszej pracy przeprowadzono analizę statyczną i rozwiązano zagadnienie własne dla modeli przestrzennych billboardów o trzech różnych geometriach i powierzchniach tablicy reklamowej. W oparciu o uzyskane wyniki przedyskutowano wpływ zastosowanego kształtu konstrukcji na wartości naprężeń i przemieszczeń w układzie. Uzyskane wartości częstotliwości wraz z formami drgań dla poszczególnych postaci opatrzono stosownym komentarzem.
EN
In the presented paper the results of static analysis are presented as well as the eigenproblem solution for 3D models of billboards with three different forms of their geometry and dimensions of advertising board. Based on these data, the influence of the applied structure shape on the values of stresses and displacements identified in such billboards is discussed. The determined values of the natural frequencies, and also the forms of vibrations specific for individual modes are provided with an appropriate commentary.
EN
The paper presents the approaches to FE modelling of blade airfoil, contact between the shrouds and operational damage. The regularities are established concerning the influence of the finite element type, finite element mesh and model of contact interaction on the spectrum of natural frequencies of blade assemblies. The use of the developed computational models is substantiated to determine the forced vibration characteristics of the selected objects of investigation. Based on the performed numerical experiments it was substantiated of finite element model selection for analysis of characteristics of shrouded rotor blade vibrations.
PL
W artykule przedstawiono podejścia do modelowania elementów skończonych płata łopaty, styku osłon oraz uszkodzeń eksploatacyjnych. Ustalono prawidłowości dotyczące wpływu typu elementu skończonego, siatki elementów skończonych oraz modelu interakcji stykowej na widmo częstotliwości drgań własnych zespołów łopatek. Uzasadnione jest wykorzystanie opracowanych modeli obliczeniowych do wyznaczania charakterystyk drgań wymuszonych wybranych obiektów badań. Na podstawie przeprowadzonych eksperymentów numerycznych uzasadniono wybór modelu elementów skończonych do analizy charakterystyk drgań osłoniętych łopat wirnika.
EN
The method of calculation of natural frequencies and forms of oscillations of a two-link mechanical system of a robot manipulator is proposed. Links of the system are considered as straight rods with a step change of cross-sectional parameters. The equations of motion of a mechanical system are based on the technical bending theory. The analysis of oscillation processes is carried out using the matrix method of initial parameters.
first rewind previous Strona / 14 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.