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

Znaleziono wyników: 1030

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 52 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  numerical analysis
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 52 next fast forward last
1
Content available remote Analysis of the airframe repair node
EN
Polymer composite materials can be used both for the production of semi-monocoque structures and for the repair of aircraft airframes. Of all the elements of the semi-monocoque structure, the airframe skin is most often damaged during operation. The fragments of the skin between the frame elements of the semi-monocoque structure are considered as a thin-walled plate. The paper presents an analysis of the repair node of a metal plate subjected to uniform shear. The model of the repaired plate made in the Ansys Workbench environment was used for the analysis. The boundary conditions were defined by means of an articulated frame using the possibilities of the computing environment in the scope of, defining elements among others. The model was initially verified experimentally, assuming that it can be used to carry out a comparative analysis of two methods of repairing a damaged plate, using CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) and GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) materials. Analyzing the obtained results, it was found that the repair does not restore the original strength of the damaged structure, however, it reduces the stress of the plate material around the opening by 10%.
PL
Polimerowe materiały kompozytowe mogą być wykorzystywane zarówno do wytwarzania elementów konstrukcji półskorupowych jak i do napraw już eksploatowanych metalowych płatowców statków powietrznych. Spośród wszystkich elementów konstrukcji półskorupowej, pokrycie płatowca ulega najczęściej uszkodzeniom eksploatacyjnym. Fragmenty pokrycia pomiędzy elementami szkieletu konstrukcji półskorupowej rozpatruje się jako płytę cienkościenną. W pracy przeprowadzono analizę węzła naprawczego metalowej płyty poddanej równomiernemu ścinaniu. Do analizy wykorzystano model naprawianej płyty wykonanej w środowisku Ansys Workbench. Warunki brzegowe zdefiniowano za pomocą przegubowej ramki wykorzystując możliwości środowiska obliczeniowego w zakresie m.in. definiowania kontaktów. Model wstępnie zweryfikowano eksperymentalnie, przyjmując założenie, że może być wykorzystywany do przeprowadzenia analizy porównawczej dwóch metod naprawy uszkodzonej płyty, z wykorzystaniem materiałów CFRP (Carbon Fibre Reinforced Plastic) oraz GFRP (Glass Fibre Reinforced Plastic). Analizując otrzymane wyniki stwierdzono, że naprawa nie przywraca pierwotnej wytrzymałości uszkodzonej struktury, jednakże zmniejsza wytężenie materiału płyty wokół otworu o 10%.
EN
Reliable assessment of earthen dams' stability and tailing storage facilities widely used in the mining industry is challenging, particularly under seismic load conditions. In this paper, we propose to take into account the effect of the dominant frequency of seismic load on the stability assessment of tailing/earthen dams. The calculations are performed by finite element modelling (FEM) with the Mohr–Coulomb failure criteria. To separate the frequency content from other dynamic parameters describing the seismic wave, synthetic waveforms with identical amplitude and attenuation characteristics, but differing spectral characteristics have been used. The analysis has been performed for three different slope angles and two scenarios of seismic wave propagation. Consequently, the changes of total displacement and shear stresses depending on the frequencies have been determined and clearly show that lower frequencies cause higher stress levels and displacement. Finally, the response surface methodology has been applied to determine how different parameters affect the slope stability under dynamic load conditions. Overall, this study is a first step to improve the existing methods to assess slope stability when considering seismic load.
EN
Applied element method (AEM) is a recently displacement-based structural analysis method. It provides the benefits of both the finite element method (FEM) and the discrete element method (DEM). This method relies on those structures are segmented into rigid elements linked by normal and shear springs. In this paper a brief note of the AEM is given. Then, using the AEM, a 2D MATLAB open source program was created to analyze different structures with varied boundary conditions and to permit researchers for enhancing the method. The proposed program was verified using linear elastic analysis and large deformation static analysis. The influence of element size and the number of connecting springs between elements was studied. Finally, the proposed program was capable of tracking failed elements and their spread. In addition, the program could predict deflection values and structure deformed shape.
4
Content available remote Intensywność obciążenia mostów drogowych w sytuacji zatoru
PL
W pracy analizowano bezpieczeństwo mostów drogowych w trakcie ich eksploatacji w sytuacji maksymalnego obciążenia. Takie obciążenia mostów występują podczas badań odbiorczych obiektu gdy programowany jest układ samochodów na jezdni. Rozpatrywaną w pracy jest sytuacja pełnego obciążenia mostów występująca w trakcie zatoru drogowego. Wówczas układ pojazdów jest z natury rzeczy losowy a kilka z nich może tworzyć układ maksymalnego, lokalnego obciążenia. Rezultaty pomiarów podczas rzeczywistego zatoru powstałego na moście o schemacie podwieszonym odniesiono do wyników analiz numerycznych. Przyjęto dwubelkowy model przęsła i dwujezdniowy układu obciążenia w zatorze. Jako przypadek skrajny rozpatrzono w pracy obciążenie od dwóch pojazdów ale w małym moście. Do analiz porównawczych wykorzystano algorytm obciążenia zastępczego.
EN
The work analyzed the safety of road bridges during their exploitation in the situation of maximum load. Such bridge loads occur during acceptance tests of the object when the system of cars on the roadway is programmed. Considered in the work is the situation of full load on bridges occurring during a road congestion. Then the layout of the vehicles is inherently random and several of them can form a system of maximum, local load. The results of measurements during the actual congestion created on the bridge with a suspended diagram were related to the results of numerical analyzes. A two-beam span model and a dual carriageway load system in the congestion were adopted. As an extreme case, the load from two vehicles was considered at work, but in a small bridge. A replacement load algorithm was used for comparative analysis.
5
Content available remote Wpływ konwekcji swobodnej na efektywność odprowadzania ciepła w modułach PV/T
PL
W artykule przedstawiono wpływ konwekcji swobodnej na efektywność odprowadzania ciepła w modułach fotowoltaiczno-termicznych (PV/T). Omówiono wpływ ustawienie kąta nachylenia paneli (od -90° do 90°) na pole temperaturowe na powierzchni ich części kolektorowej. Przeprowadzona analiza pozwoliła stwierdzić, przy jakiej wartości przepływu objętościowego i ciśnienia w układzie cieczowym wpływ będzie miała konwekcja swobodna, a kiedy jest ona zjawiskiem pomijalnym.
EN
The paper presents influence of the free convection of heat transfer efficiency in PV/T modules. The impact of setting the tilt angle of the module (in the range from -90° to 90°) on the temperature field on the surface of the collector part is discussed. The conducted analysis allowed to determine at which values of the flow rate and the pressure drop in the liquid system, the free convection must be considered and when it is a negligible effect.
PL
W pracy dokonano opisu badań laboratoryjnych i symulacji komputerowych przeprowadzonych na głównym elemencie konstrukcyjnym rusztowań ramowych. W rusztowaniach budowlanych głównymi elementami nośnymi są stojaki ram. W elementach tych podczas eksploatacji występuje największe wytężenie. Dlatego ewentualne uszkodzenia występujące w tych elementach powodują największe zagrożenie z punktu widzenia nośności konstrukcji. Badania laboratoryjne podzielono na dwie grupy. Pierwszą grupą badań jest obciążenie wycinka stojaka o długości 50 cm z uszkodzeniem w postaci punktowego wgięcia, osiową siłą ściskającą lub rozciągającą. Druga grupa badań laboratoryjnych została wykonana na całych ramach. W badaniach tych analizowano wpływ uszkodzenia w postaci łukowego wygięcia stojaka. Wszystkie przeprowadzone w laboratorium badania znalazły swoje odwzorowanie w modelach numerycznych.
EN
The paper describes laboratory tests and computer simulations carried out on the main structural element of frame scaffolding. In scaffolding, the main supporting elements are frame standards. The greatest strain occurs in these elements during operation. Therefore, possible damage in these elements causes the greatest threat from the point of view of the bearing capacity of the structure. Laboratory research was divided into two groups. The first group of tests was carried on a 50 cm long section of the standard pipe with damage in the form of a point bend. It was loaded with axial compressive or tensile force. The second group of laboratory tests was performed on the entire frame. In these studies, the impact of damage in the form of arc bending of the standard was analyzed. All the tests carried out in the laboratory were reproduced in numerical models.
PL
W artykule przedstawiono analizę numeryczną istniejącego basenu. Analiza obejmowała trzy warianty obciążeniowe związane z jego modernizacją. Pierwszy przypadek obciążeń dotyczył rzeczywistej pracy basenu przed modernizacją. Natomiast dwa kolejne przypadki obciążeń obejmowały możliwe oddziaływania na basen po modernizacji. W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono, że modernizacja basenu związana ze zmianą jego obciążenia, nie spowoduje przekroczenia jego stanów granicznych.
EN
The article presents the numerical analysis of the existing swimming pool. The analysis included three load variants related to the pool modernization. The first load case was related to the actual operation of the pool before its modernization. Next, two subsequent load cases included possible impacts on the swimming pool after its modernization. As a result of the conducted analyzes, it was found that the modernization of the swimming pool will not result in exceeding its limit states.
8
Content available remote Problemy dotyczące modelowania obciążenia wiatrem obiektów budowlanych
PL
Im bardziej skomplikowany kształt obiektu budowlanego, tym trudniej prognozować, jak będą na niego oddziaływały masy powietrza podczas przepływu. Problem jest istotny z uwagi na niezawodność obiektów budowlanych. Analizy numeryczne oraz badania doświadczalne pozwolą w przyszłości zmodyfikować wytyczne normowe, przyczyniając się do poprawy bezpieczeństwa obiektów budowlanych.
EN
The more complex the shape of a building object, the more difficult it is to predict how air masses will affect it during flow. The problem is important for the reliability of buildings. Numerical analyses and experimental studies will allow future modification of the standard guidelines, contributing to the improvement of the safety of buildings.
EN
This paper presents results of numerical analyses of different bird models impacting a rigid plate. The results of the study were compared with findings derived from experimental research. The experimental studies were conducted using a dedicated gas gun kit. A gelatine projectile was used as a bird model, giving it a speed of 116 m/s. For the purpose of the numerical investigations, the authors used the LS-DYNA software package. It is a computational code for the analysis of fast-variable phenomena using different methods, such as Lagrange, Arbitrary Lagrange-Euler (ALE), Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Three cylindrical bird models with different endings were developed using the SPH method. The shape of the end of the bird model was found to exert a significant effect on theHugoniot pressure values.However, it does not affect the maximum value of the impact force. The differences only occurred at the initial moment of impact, which was related with the area of contact between the model end and the target.
PL
Zaprezentowano wyniki analiz numerycznych zderzenia różnych modeli ptaka ze sztywną płytą. Porównano je z wynikami badań eksperymentalnych, które wykonano za pomocą dedykowanego zestawu działa gazowego. Jako model ptaka wykorzystano żelatynowy pocisk, nadając mu prędkość 116 m/s. W badaniach numerycznych wykorzystano pakiet oprogramowania LS-DYNA. Jest to kod obliczeniowy do analizy zjawisk szybkozmiennych metodami Lagrange, sprzężenia Lagrange-Euler (ALE), Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Metodą SPH opracowano trzy modele w kształcie walca z różnymi zakończeniami. Kształt zakończenia modelu ma istotny wpływ na wartości ciśnienia Hugoniota, natomiast nie wpływa na wartość maksymalną siły uderzenia. Różnice występowały jedynie w początkowej chwili uderzenia, co miało związek z polem powierzchni styku zakończenia modelu z celem.
PL
W artykule przedstawiono podstawowe założenia naprawy węzłów zakotwień want mostu Uniwersyteckiego w Bydgoszczy. Pokazano etapy luzowania want, ich analizy i złożenia i odpowiadające im schematy statyczne. Szczegółowo opisano metodę numerycznej analizy węzłów.
EN
The paper presents the basic assumptions of anchoring nodes repair in the University Bridge in Bydgoszcz. Assembly analyses and their static schemes are shown. The method of numerical analysis of nodes is described in detail.
EN
The operational problem of container unloading from the ship is analyzed in this paper. Dynamic “crane-cargo-ship” system was investigated, and a mathematical model was created. In the model, the gap between the container and the ship’s cargo hold, the mass of the cargo, the container’s center of the mass, and the frictional forces that may occur during lifting from the cargo hold were estimated. Numerical analysis of the system was performed. Results of numerical analysis were compared with experimental measurements of containers unloading process in port. Requirement of lifting power was modelled depending on mass of cargo. Additional power needs in case of contact forces between container and wall of the ship’s cargo hold were calculated. Rational lifting conditions could be deduced using a created mathematical model and the reliability of the container and cargo during lifting could be deduced.
EN
The study continues the advanced analytical modelling of the linear elasticity and viscoelasticity of thermosets and unidirectional glass fibre-reinforced thermoset-matrix (UFRT) composites. The thermosets are isotropic materials with viscoelastic shear strains and elastic bulk strains, and the fibres are isotropic and elastic. The modified homogenization theory for UFRT composites, based on the selected tasks of the linear theory of elasticity, is developed. The modifications include a volumetrically equivalent cylindrical representative volume cell, solutions determined for an isotropic fibre based on the solutions for a monotropic (transversely isotropic) fibre, and certain modifications in the third task of the theory of elasticity. The viscoelastic constants of the thermoset are derived analytically and validated by fitting of the simulation and experimental shear strains on a logarithmic time scale in the unidirectional tension creep test. The viscoelastic constants of the UFRT composite are derived analytically and validated by fitting of the storage compliances corresponding to the new viscoelastic model and one obtained from the viscoelastic-elastic correspondence principle. The tension creep experiment is performed on the selected structural unsaturated polyester resin. Identification and validation are carried out for that thermoset and the corresponding UFRT composite with long E-glass fibres. All the modelling hypotheses are confirmed.
PL
Kominy przemysłowe są poddawane niekorzystnym wpływom środowiskowym powodujących często degradację konstrukcji, wywołaną między innymi korozją siarczanową. Celem badań niniejszej pracy była weryfikacja autorskiej adaptacji modelu korozji siarczanowej, w szczególności oszacowania zakresu parametrów tego modelu dla rzeczywistych konstrukcji, na których autorzy prowadzili badania in situ. Stosując analizę odwrotną i korzystając z uzyskanych wyników badań, oszacowano realne zakresy parametrów procesu dyfuzji i korozji siarczanowej. Przeprowadzone na tej bazie analizy numeryczne procesu dają akceptowalną w pewnym zakresie zgodność z obserwacjami na obiektach rzeczywistych. Wyniki wskazują jednocześnie, że zwiększenie dokładności odwzorowania procesów rzeczywistych będzie wymagało uwzględnienia w modelu wpływu temperatury na parametry modelu.
EN
Industrial chimneys are exposed to the adverse environmental influences often causing structure degradation, among other, by the sulfate corrosion. In this paper verification of authors adaptation of sulfate diffusion model is presented. In particular estimation the model parameters for the real structures was done (for which in situ tests were done). Using the results of the chemical tests of the chimney the reverse analysis was used to estimate the real steering parameters of the sulfate diffusion process and sulfate corrosion. Based on these estimated parameters the numerical analysis was carried out. Obtained results are in acceptable manner compatible with what is observed on real degraded chimney. Additionally, obtained results indicate that the temperature impact on the process is needed to be included into the model.
EN
The stability of longwall mining is one of the most important and the most difficult aspects of underground coal mining. The loss of longwall stability can threaten lives, disrupt the continuity of the mining operations, and it requires significant materials and labour costs associated with replacing the damages. In fact, longwall mining stability is affected by many factors combined. Each case of longwall mining has its own unique and complex geological and mining conditions. Therefore, any case study of longwall stability requires an individual analysis. In Poland, longwall mining has been applied in underground coal mining for years. The stability of the longwall working is often examined using an empirical method. A regular longwall mining panel (F3) operation was designed and conducted at the Borynia-Zofiówka-Jastrzębie (BZJ) coal mine. During its advancement, roof failures were observed, causing a stoppage. This paper aims to identify and determine the mechanisms of these failures that occurred in the F3 longwall. A numerical model was performed using the finite difference method - code FLAC2D, representing the exact geological and mining conditions of the F3 longwall working. Major factors that influenced the stability of the F3 longwall were taken into account. Based on the obtained results from numerical analysis and the in-situ observations, the stability of the F3 longwall was discussed and evaluated. Consequently, recommended practical actions regarding roof control were put forward for continued operation in the F3 longwall panel.
EN
This paper deals with the numerical analysis aimed at study the bearing capacity of pinended steel built-up columns under axial compression. Finite element (FE) models were performed for the columns presented in the literature. The main problem discussed in the article is the shape and magnitude of geometric imperfections introduced into the numerical FE model, necessary to obtain the load capacity consistent with the experimental strength tests. Three types of numerical analysis that can be used inAbaqus program to calculate the load bearing capacity have been described. The imperfections possible to introduce for built-up columns were presented and an equivalent imperfection corresponding to both imperfections recommended by Eurocode 3 (global of the entire column and local of the chord) for built-up members was proposed. The results of the geometrically and materially nonlinear static analysis were compared with the calculations according to the code procedures (Eurocode 3 and PN-B-03200:1990) and the results of experimental tests.
PL
Artykuł dotyczy analiz numerycznych mających na celu zbadanie nośności stalowych słupów złożonych z przewiązkami poddanych ściskaniu osiowemu. Dla słupów znanych z literatury wykonano modele numeryczne w programie Abaqus. Przedstawiono sposób modelowania połączenia między przewiązką a gałęzią słupa (zakładając, że ze względu na sprężenie śruby połączenie jest sztywne). Głównym problemem poruszanym w artykule są wprowadzone do modelu imperfekcje geometryczne, niezbędne do uzyskania nośności zgodnej z badaniami wytrzymałościowymi. Opisano trzy rodzaje analiz numerycznych możliwych do wykorzystania w programie Abaqus do obliczenia nośności słupa, a następnie przedstawiono najkorzystniejszą z nich (ze względu na szybkość wykonywania obliczeń). Zaprezentowane zostały imperfekcje możliwe do wprowadzenia do modeli słupów złożonych oraz zaproponowano zastępczą łukową imperfekcję odpowiadającą obu imperfekcjom zalecanym przez Eurokod 3 dla słupów złożonych (globalna całego słupa oraz lokalna gałęzi). Obliczone zostały nośności dla dziewięciu typów słupów zgodnie z procedurami normowymi dla słupów złożonych (Eurokod 3 i PN-B-03200:1990), metoda zaproponowana w artykule [16] (obliczenie nośności na wyboczenie dla całego słupa zgodnie z procedurą EC3 dla elementów jednorodnych) oraz za pomocą geometrycznie i materiałowo nieliniowych analiz statycznych. Otrzymane wyniki porównano z wynikami z testów wytrzymałościowych znanych z literatury. Podjęto próbę określenia imperfekcji koniecznych do wprowadzenia do modeli numerycznych w celu uzyskania nośności zbliżonych do tych uzyskanych z badań wytrzymałościowych.
16
EN
The paper presents detailed comparisons for numerical simulations of fire development along the facade, with particular emphasis on the so-called “leap frog effect”, for different variations of window opening sizes and storey heights. A total of 9 models were subjected to numerical analysis. The problem occurred in most of the analyzed models - i.e., the fire penetrated through the facade to the higher storey. It should be noted that the adopted hearth was identified by standard parameters, and materials on the facade were non-combustible - as a single-layer wall. In the case of real fires, the parameters of the release rate can also vary greatly, but the values are usually higher. It has been shown that the most dangerous situation is with small size windows, where the discharge of warm gases and flames, causes a fairly easy fire jump between floors. The leap frog effect can be limited by increasing windows and storey height - this changes the shape of the flames escaping from the interior of the building and limits the possibility of fire entering the storeys above. In addition, increasing the size of windows results in a reduction of fire power per unit window dimension [KW/m2] at constant fire power (fuel-controlled fire), which is also of key importance for the fire to penetrate with the leap frog effect.
PL
W artykule przedstawiono szczegółowe porównania dla symulacji numerycznych rozwoju pożaru po elewacji, ze szczególnym uwzględnieniem tzw efektu “żabiego skoku”, dla różnych wariacji rozmiarów otworów okiennych i wysokości kondygnacji. Analizie numerycznej poddano łacznie 9 modeli. W większości analizowanych modeli problem ten wystąpił - tzn. ogień przedostał się po elewacji na wyższą kondygnację. Należy zauważyć iż przyjęte palenisko było zidentyfikowane o parametry normowe, a materiały na elewacji były niepalne - jako ściana jednowarstwowa. W przypadku pożarów rzeczywisty parametry szybkości uwalniania mogą być również bardzo zróżnicowane, lecz są to wartości zazwyczaj większe. Wykazano iż najniebezpieczniejsza sytuacja to niewielkie gabarytowo okna, w których to wyrzut ciepłych gazów i płomieni, powoduje dość łatwy przeskok pożaru pomiędzy kondygnacjami. Efekt żabiego skoku, można ograniczyć poprzez zwiększanie okien, oraz wysokości kondygnacji - powoduje to zmianę kształtu wydostających się płomieni z wnętrza budynku, oraz ogranicza możliwość przedostawania się ognia na powyższe kondygnacje. Dodatkowo zwiększanie gabarytów okien powoduje zmniejszenie mocy pożaru na jednostkę wymiaru okna [KW/m2] przy stałej mocy pożaru (pożarze kontrolowanym przez paliwo), które to również ma kluczowe znaczenie przy przedostaniu się ognia przy efekcie żabiego skoku.
EN
The developments in materials science and engineering, especially in the field of composites and polymers, have extended the scope of application of such materials in modern industrial construction. This article presents polyamide/ aluminium helping hand brackets, designed for use in rainscreens (a.k.a. ventilated façades) and metal and glass systems. The main purpose of this study was to assess the loadbearing capacity, safety and durability of these elements through laboratory tests and numerical analyses. The laboratory tests were carried out on a three-dimensional test stand. Boundary conditions and the applied loading represented real conditions on the façade (e.g. a typical wind pressure load acting on the façade was used). Next, the experimental results were used to build a representative numerical model. Finite Element analysis was utilised to obtain a true representation of the actual behaviour of the analysed brackets subjected to various loads, taking into account the aluminium/ polyamide interaction. Constitutive behaviour of both materials, polyamide and aluminium alloy, was represented by a linear elastic model. The proposed modelling methodology was validated through full-scale load tests up to failure. The numerical model can be further used to predict the stress and strain fields in newly designed brackets subjected to any type of loading.
PL
W artykule przedstawiono badania elementów konstrukcyjnych mocujących struktury elewacji metalowo-szklanych i kompozytowych do ustroju nośnego budynku. Elementy te przenoszą całość obciążeń stałych, zmiennych i klimatycznych, które są generowane na strukturach elewacyjnych oraz umożliwiają rektyfikację okładzin ściennych obiektów budowlanych. Rozwój nauki w dziedzinie inżynierii materiałowej, kompozytów, poliamidów i silikonów konstrukcyjnych daje wiele możliwości wykorzystania tych materiałów w nowoczesnym budownictwie przemysłowym. Wsporniki konstrukcyjne poliamidowo-aluminiowe znajdują zastosowanie w nowoczesnych elewacjach wentylowanych oraz metalowo-szklanych konstrukcjach powłokowych. W artykule skupiono się na badaniach laboratoryjnych konsol poliamidowo-aluminiowych oraz przeprowadzono analizy numeryczne w celu potwierdzenia nośności, bezpieczeństwa i trwałości tych elementów w budynku. Modele numeryczne konsol pozwoliły na uzupełnienie badań laboratoryjnych, prezentację wyników oraz wyjaśnienie zjawisk zachodzących w trakcie. Doświadczenia laboratoryjne przeprowadzono na trójwymiarowym stanowisku do badań elementów węzłowych. Przedstawione w artykule badania zawierają wyniki od działania siły rozciągającej i ściskającej oraz od działania wiatru na płaszczyznę elewacji i na wsporniki poliamidowo - aluminiowe.
EN
The non-linear analysis of hollow-core concrete slabs requires the use of advanced numerical techniques, proper constitutive models both for concrete and steel as well as particular computational skills. If prestressing, cracking, crack opening, material softening, etc. are also to be taken into account, then the computational task can far exceed the capabilities of an ordinary engineer. In order for the calculations to be carried out in a traditional design office, simplified calculation methods are needed. They should be based on the linear finite element (FE) method with a simple approach that takes into account material nonlinearities. In this paper the simplified analysis of hollow-core slabs based on the generalized nonlinear constitutive law is presented. In the proposed method a simple decomposition of the traditional iterative linear finite element analysis and the non-linear algebraic analysis of the plate cross-section is used. Through independent analysis of the plate cross-section in different deformation states, a degraded plate stiffness can be obtained, which allows for iterative update of displacements and rotations in the nodes of the FE model. Which in turn allows to update the deformation state and then correct translations and rotations in the nodes again. The results obtained from the full detailed 3D nonlinear FEM model and from the proposed approach are compared for different slab cross-sections. The obtained results from both models are consistent.
PL
Nieliniowa analiza kanałowych płyt stropowych wymaga zastosowania zaawansowanych technik numerycznych, odpowiednich modeli konstytutywnych zarówno dla betonu jak i stali oraz konieczności posiadania odpowiednich umiejętności obliczeniowych. W przypadku nieliniowych analiz należy wziąć pod uwagę również sprężenie, pękanie, rysy, zmiękczenie materiału itp., co powoduje że zadanie obliczeniowe może znacznie przekroczyć możliwości zwykłego inżyniera. W celu wykonania obliczeń w tradycyjnym biurze projektowym potrzebne są uproszczone metody obliczeń. Najlepiej w oparciu o liniową metodę elementów skończonych (MES) z prostym podejściem uwzględniającym nieliniowości materiałowe. W artykule przedstawiono uproszczoną analizę kanałowych płyt w oparciu o uogólnione prawo konstytutywne. W proponowanej metodzie prosty rozkład tradycyjnej iteracyjnej liniowej analizy elementów skończonych oraz nieliniowej analizy algebraicznej przekroju poprzecznego płyty. Poprzez niezależną analizę przekroju płyty w różnych stanach odkształcenia, można uzyskać zdegradowaną sztywność płyty, co pozwala na iteracyjną aktualizację przemieszczeń oraz obrotów w węzłach modelu MES. To z kolei pozwala zaktualizować stan deformacji, a następnie skorygować translacje i obroty w węzach jeszcze raz. Proponowana tutaj metoda ma zastosowanie do analizy betonu zbrojonego cięgnami oraz sprężonych płyt kanałowych. Wyniki uzyskane z pełnego szczegółowego nieliniowego modelu 3D MES oraz z proponowanego podejścia są porównywane dla różnych przekrojów płyt. Uzyskane wyniki dają dobrą zbieżność.
EN
The problem of the arch barrel deformation in railway backfilled arch bridges caused by their typical service loads is analysed. The main attention is paid to vertical or radial displacements of characteristic points of the arch barrel. In the study results of deflection measurements carried out on single and multi-span backfilled arch bridges made of bricks or plain concrete during passages of various typical railway vehicles are used. On the basis of such results empirical influence functions of displacements are being created. In the next step, the results are utilised to estimate bending effects within the arch. The paper includes different procedures based on measurements of displacements in various points and directions. Using empirical influence functions arbitrary virtual load cases may be also considered. In this manner the proposed methodology shows a potential to be an effective tool of comprehensive calibration of numerical models of backfilled arch bridges on the basic of field tests carried out under any live loads.
PL
Artykuł skupia się na zagadnieniu przemieszczeń sklepień mostów murowanych wywołanych ich typowymi obciążeniami użytkowymi. Szczególna uwaga zwrócona jest na pomiar przemieszczeń pionowych i radialnych w charakterystycznych punktach sklepienia. W przedstawionych przykładach rozpatrzono zachowanie jedno- i wieloprzęsłowych mostów łukowych opartych na sklepieniach murowanych i betonowych pod obciążeniem przejeżdżającymi pojazdami kolejowymi różnego rodzaju. Na podstawie otrzymanych wyników pomiarów terenowych prowadzonych na powyższych obiektach stworzono doświadczalne funkcje wpływu przemieszczeń. W kolejnym kroku uzyskane wyniki wykorzystywane są do wyznaczenia momentów zginających w sklepieniu. W artykule przedstawiono odmienne procedury postępowania bazujące na pomiarach przemieszczeń w różnych kierunkach i w różnie rozmieszczonych punktach. Szczególną zaletą przedstawionego całościowego podejścia jest możliwość wykonania pożądanych pomiarów podczas standardowej eksploatacji mostu bez jakiegokolwiek zakłócania ruchu taboru, co w wielu sytuacjach czyni przeprowadzenie tego typu badań w ogóle możliwymi. Przyjęte schematy postępowania są szczególnie skuteczne w przypadku obiektów kolejowych charakteryzujących się regularnością i łatwości w identyfikacji ich schematów obciążeń reprezentowanych zwłaszcza przez lokomotywy. Niemniej jednak przedstawione podejście może być wykorzystane również w analizie mostów drogowych. Podane procedury mogą opierać się też na innych efektach statycznych (przemieszczeniach i odkształceniach w dowolnych kierunkach) mierzonych w dowolnych punktach konstrukcji. Zaproponowaną metodykę można wykorzystywać, co również zobrazowano w artykule, jako efektywne narzędzie do wszechstronnej kalibracji modeli numerycznych mostów sklepionych obejmującej np. weryfikację ich parametrów materiałowych, niewidocznej geometrii czy, w przypadku modeli dwuwymiarowych, ich szerokości efektywnej.
EN
The paper discusses issues related to the static behavior of masonry pillars with geometric imperfections on the basis of numerical analyses, which were carried out. The main types of deformation and damage of historical masonry structures are described along with the impact of such deformations on the load-bearing capacity of a structure, as well as on the failure mode of the main load-bearing members. The authors underline the necessity of including geometric imperfections in the analysis of historical masonry pillars, with a special emphasis on flexural, torsional and flexure-torsional imperfections. The homogenized and isotropic continuum model was used for numerical testing. Physical nonlinearity of masonry members was obtained using the smeared cracking model. Cracking modes linked to particular types of geometric nonlinearity were also described as they could prove useful in selecting appropriate methods for strengthening historical masonry pillars with geometric imperfections.
PL
W artykule, na podstawie przeprowadzonych analiz numerycznych, omówiono zagadnienia związane z pracą statyczną filarów murowych z imperfekcjami geometrycznymi. Opisano uszkodzenia filarów oraz podstawowe typy deformacji, które występują w historycznych konstrukcjach murowych, a następnie zwrócono uwagę na znaczący wpływ tych odkształceń na nośność i mechanizm zniszczenia głównych elementów nośnych. Podkreślono konieczność uwzględniania imperfekcji geometrycznych w analizie historycznych filarów murowych, zwłaszcza deformacji giętnych, skrętnych oraz giętno-skrętnych. Do przeprowadzonych doświadczeń numerycznych wykorzystano zhomogenizowany i izotropowy model ośrodka ciągłego, a nieliniowość fizyczną muru uzyskano przy użyciu modelu rys rozmytych. Przedstawiono także obrazy zarysowań towarzyszące poszczególnym typom nieliniowości geometrycznych, które mogą być przydatne przy doborze metody wzmacniania historycznych filarów murowych z imperfekcjami geometrycznymi.
first rewind previous Strona / 52 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.