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

Znaleziono wyników: 48

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  częstotliwość drgań własnych
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
EN
Fiber-reinforced polymer composite materials have gained extensive application in aerospace, automotive, marine, and civil infrastructure owing to their exceptional specific strength, stiffness, and design flexibility. However, delamination - a critical interlaminar failure mode compromises structural integrity and dynamic performance. This comprehensive study investigates the vibration behavior of carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) composite plates subjected to varying delamination extents, laminate stacking sequences, and boundary constraints through integrated analytical and finite element methodologies. The governing differential equations are derived using the Rayleigh-Ritz energy method based on classical laminated plate theory, and numerical simulations are performed using ANSYS finite element software. The investigation examines delamination sizes ranging from 0% to 56.25% of plate area, three distinct stacking configurations ([0/90/45/90], [0/45], [0/90]), and all sides clamped (CCCC), simply supported (SSSS), cantilever (CFFF), and free edges (FFFF) boundary conditions. Results demonstrate that natural frequencies decrease systematically with increasing delamination size, with maximum reduction of 5-8% occurring for the largest delamination extent (56.25%) across all boundary condition.. Furthermore, CNT integration enhances both natural frequencies (up to 29.8% increase at 2.5 wt% CNT loading) and damping characteristics (42.1% improvement). These findings support improved design and vibration control of advanced composite structures.
PL
Polimerowe materiały kompozytowe wzmacniane włóknami zyskały szerokie zastosowanie w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, morskim i lądowym ze względu na swoją wyjątkową wytrzymałość właściwą, sztywność i elastyczność projektowania. Jednakże de laminacja, krytyczne międzywarstwowe uszkodzenie, zagraża integralności strukturalnej i właściwościom dynamicznym. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki kompleksowych badań drgań płyt kompozytowych wykonanych z polimeru wzmacnianego włóknami węglowymi poddanych różnym stopniom delaminacji, sekwencjom układania laminatów oraz ograniczeniom brzegowym, wykorzystując zintegrowane metody analityczne i metodę elementów skończonych. Równania różniczkowe zachowania płyt kompozytowych wyprowadzono za pomocą metody energetycznej Rayleigha-Ritza opartej na klasycznej teorii płyt laminowanych, a symulacje numeryczne przeprowadzono za pomocą oprogramowania ANSYS do analiz metodą elementów skończonych. W badaniach analizowano rozmiary delaminacji w zakresie od 0% do 56,25% powierzchni płyty, trzy różne konfiguracje ułożenia warstw ([0/90/45/90], [0/45], [0/90]) oraz warunki brzegowe: zaciskanie wszystkich boków (CCCC), swobodne podparcie (SSSS), podparte i ze swobodnymi krawędziami (FFFF). Wyniki ujawniły, że częstotliwości własne systematycznie zmniejszają się wraz ze wzrostem rozmiaru delaminacji, przy czym maksymalna redukcja wynosi 5–8% dla największego zakresu delaminacji (56,25%) we wszystkich rozpatrywanych warunkach brzegowych. Ponadto integracja nanorurek węglowych poprawia zarówno częstotliwości własne (wzrost do 29,8% przy zawartości nanorurek 2,5% wag.), jak i charakterystyki tłumienia (poprawa o 42,1%). Uzyskane wyniki wspierają ulepszone projektowanie i kontrolę drgań zaawansowanych struktur kompozytowych.
2
Content available remote Torsional mode shapes of FGM shafts with various cross section
EN
In this study, the torsional mode shapes of circular and non-circular functionally graded material shafts, focusing on triangular, rectangular, circular cross-sections are investigated. The shafts are composed of an aluminum-titanium (AlTi) alloy and various functionally graded materials, utilizing different mixing rules to create a gradient surface. The modal analysis is conducted using ANSYS Mechanical leading finite element analysis software to assess and visualize the vibrational characteristics of these shafts under torsional loading. Then, the same shafts made of isotropic material (pure Al) is prepared, and compared with respect to results. The objective is to understand the influence of FGMs compared to homogeneous and isotropic materials on the torsional behavior of shafts with non-circular geometries. By comparing the torsional mode shapes and frequencies, one can identify the distinct vibrational properties introduced by the gradient material composition. This comparison is highlight the potential advantages of FGM shafts in applications requiring tailored mechanical properties that traditional homogeneous materials cannot provide. The study also explores how the different cross-sectional shapes affect the torsional response, which is crucial for designing components subjected to twisting loads in aerospace, automotive, and construction industries. The results from ANSYS Mechanical are analyzed to extract the mode shapes and frequencies of torsional modes, providing a comprehensive understanding of how FG materials behave relative to isotropic counterparts under similar conditions. The study aims to show how the natural frequency and torsional mode shapes differ for a functionally graded material compared to isotropic material, may be useful for researchers working with applications where vibration behavior is crucial.
EN
The article addresses an important, insufficiently explored in the literature, problem of dynamic properties of building structures in the context of the influence of the building materials used. Results of a numerical assessment of the impact of load-bearing wall construction material on the frequencies and corresponding mode shapes of natural vibrations of a representative low-rise administrative building are presented. Several construction materials for load-bearing walls were considered, and then, using the finite element method (FEM), three-dimensional (3D) numerical models of the building with different material variants for load-bearing walls were analysed. The influence of the properties of load-bearing wall materials on the frequencies and corresponding mode shapes of vibrations was found.
PL
W artykule poruszono ważny, niewystarczająco w literaturze rozeznany, problem dotyczący właściwości dynamicznych konstrukcji budowlanej w kontekście wpływu zastosowanych materiałów budowlanych. Przedstawiono wyniki numerycznej oceny wpływu materiału konstrukcyjnego ścian nośnych na częstotliwości i odpowiadające im formy drgań własnych reprezentatywnego, niskiego budynku administracyjnego. Wytypowano kilka materiałów budowlanych ścian nośnych, a następnie analizowano, z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES), trójwymiarowe modele numeryczne (3D) tego budynku z wybranymi wariantami materiałowymi ścian. Stwierdzono wpływ właściwości materiału ścian nośnych na częstotliwość i odpowiadające jej postacie drgań.
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
The research described in this paper aims to enhance the structural health monitoring (SHM) of highway bridges by integrating numerical simulations with experimental data. A simply supported highway bridge is studied under traffic loads, and both numerical and experimental approaches were employed. The numerical model of the bridge was developed using ANSYS, while high-resolution experimental data were collected from velocity transducers placed at key points on the bridge. The experimental data were compared with the results from the numerical model for validation. The results showed that the natural frequencies obtained from both the experimental and numerical analyses were closely aligned, demonstrating the reliability of the model. The validated model was further used to predict long-term structural behaviours under different operational conditions, contributing to better maintenance planning and the sustainability of infrastructure. The study concludes that combining numerical simulations with experimental data improves the accuracy of SHM, enabling early detection of potential structural issues and extending the lifespan of bridges. Key findings emphasize the significant role of vehicle speed in influencing the dynamic response of the bridge, as well as the importance of considering material properties and vehicle loads in predicting structural health.
PL
Badania opisane w niniejszym artykule mają na celu poprawę monitorowania stanu konstrukcji (structural health monitoring – SHM) mostów na autostradach poprzez integrację symulacji numerycznych z danymi eksperymentalnymi. Prosto podparty most na autostradzie jest badany pod obciążeniem ruchem drogowym i zastosowano zarówno podejście numeryczne, jak i eksperymentalne. Model numeryczny mostu został opracowany przy użyciu programu ANSYS, podczas gdy dane eksperymentalne o wysokiej rozdzielczości zostały zebrane z przetworników prędkości umieszczonych w kluczowych punktach mostu. Dane eksperymentalne zostały porównane z wynikami modelu numerycznego w celu walidacji. Wyniki pokazały, że częstotliwości drgań własnych uzyskane zarówno z analiz eksperymentalnych, jak i numerycznych były ściśle dopasowane, co świadczy o niezawodności modelu. Zweryfikowany model został następnie wykorzystany do przewidywania długoterminowych zachowań strukturalnych w różnych warunkach operacyjnych, przyczyniając się do lepszego planowania konserwacji i zrównoważonego rozwoju infrastruktury. W badaniu stwierdzono, że połączenie symulacji numerycznych z danymi eksperymentalnymi poprawia dokładność SHM, umożliwiając wczesne wykrywanie potencjalnych problemów strukturalnych i wydłużając żywotność mostów. Kluczowe wyniki badań podkreślają istotną rolę prędkości pojazdu we wpływie na dynamiczną reakcję mostu, a także znaczenie uwzględnienia właściwości materiału i obciążeń pojazdu w przewidywaniu stanu konstrukcji.
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 study presents the vibration-based SHM system for the Dębica railway bridge located in Poland. The railway bridge owner was concerned about the excessive and self-excited vibrations of the hangers, the vibration measurement of 8 hangers per span in a total of two spans being monitored. The dynamic responses in both the transverse and longitudinal directions for each hanger under different load events over a nine-month period were recorded and introduced in this paper. The tension force and stress on each hanger are estimated through the natural frequency of the experimental vibration analysis. The proposed approaches could be used to develop a smart alarm system integrated into a vibration-based data-driven SHM system for heavy railway bridges.
EN
The paper is devoted to the analytical modelling of a simply supported expanded-tapered sandwich beam. The simplified analytical model of this beam with omitting the shear effect is elaborated. Based on Hamilton’s principle, the differential equation of motion of this beam is obtained. This equation is analytically solved with consideration of the deflection line of this beam subjected to its own weight. The fundamental natural frequencies for exemplary beams are derived. Moreover, the FEM model of the beam in the ABAQUS is developed. The calculation results of the fundamental natural frequency of exemplary beams of these two methods are presented in tables and figures.
EN
Purpose: The study of cracks behaviour in a composite plate is of significant importance in the dynamics of the Mechanical parts in order to avoid design failures due to resonance or high amplitude vibrations. Design/methodology/approach: In this paper, a square glass-epoxy composite plate is adopted. The plate has four layers with symmetric and asymmetric lamination. Assuming the cracks are profound as defects. The results were obtained by using a numerical solution of mechanical APDL from ANSYS. Findings: It has been found for different boundary conditions that the rank of natural frequencies is decreased by increasing the crack ratio due to the reduction of the plate’s stiffness, whereas the crack direction has no mentioned effect for a small angle of rotation. Research limitations/implications: The accuracy of results is verified by comparing a single case of the current work with other previous investigations. value: Evaluate the influence of the crack length ratio, angle of the crack rotation, boundary conditions and lamination angles on the natural frequencies of the square composite plate with glass-epoxy materials.
EN
The rational method of implementation of dual-frequency resonant systems with multiple eigenfrequencies of oscillations is considered. The efficiency of implementation of such operation modes is substantiated by the use of a pulsed electromagnetic drive with oscillations frequency of 50 Hz. The analysis of the vibrating system dynamics is carried out on the basis of numerical modelling of the system of nonlinear ordinary differential equations. The influence of inertia of auxiliary oscillating mass on the indexes of acceleration of the working device, namely on its maximum value and on the fundamental harmonics ratio, is investigated. The structure of a partial module, which is a means of modernization of single-frequency resonant systems, is proposed.
PL
Rozważana jest racjonalna metoda implementacji systemów rezonansowych o dwóch częstotliwościach z wieloma częstotliwościami drgań własnych. Efektywność realizacji takich trybów pracy jest uzasadniona przez zastosowanie impulsowego napędu elektromagnetycznego o częstotliwości drgań 50 Hz. Analiza dynamiki układu wibracyjnego przeprowadzana jest na podstawie numerycznego modelowania układu nieliniowych równań różniczkowych zwyczajnych. Zbadano wpływ bezwładności pomocniczej masy oscylacyjnej na wskaźniki przyspieszenia urządzenia roboczego, a mianowicie na jej wartość maksymalną i na współczynnik podstawowej harmonicznej. Zaproponowano strukturę modułu częściowego, który jest środkiem do modernizacji układów rezonansowych o jednej częstotliwości.
EN
In this research paper, a theoretical method of analysis of the first natural frequency of an un-cracked simply supported beam in bending mode is presented. The formula of a paradigm is used to determine the natural frequency of an un-cracked beam. The converged natural frequency formula of a paradigm is then extended to a single edged and multi-edged cracked simply supported beam to evaluate their natural frequency. The main attraction of the proposed method is that it gives one more significant way to the researchers to determine the natural frequency of cracked beams. The limited fatigue strength, defects like corrosion, corrosion-erosion, and corrosion fatigue in the beam are the main causes of formation of edged cracks in beams. Hence the evaluation of natural frequency of cracked beams and its use in the inverse problem is of utmost importance to do the condition monitoring of the structures by the vibration methods.
EN
A beam structure under natural vibration in presence of crack undergoes a sharp change in its dynamic characteristics. In the present study the changes in two important modal vibration parameters like mode shapes and natural frequencies have been extensively studied for crack diagnosis in presence and absence of crack. Numerical and experimental investigations have been carried out using an aluminium Free-Free beam structure with and without crack. The crack presence is indicative of a decrease in local flexibility at crack location and a variation in mode shapes and natural frequencies are noticed. These variations in modal parameters have been used as the tools for crack diagnosis. In the present paper, efforts are made to analyse the presence of a crack using the application of fuzzy logic methodology. Here relative natural frequencies preferably first three are derived from experimental and theoretical investigations are utilised as input data to the fuzzy controller with Gaussian membership functions to obtain crack position and crack depth as output data. The resulted output data from fuzzy logic and the result from corresponding experimental and numerical analysis have been compared.The deviation of result of fuzzy logic from numerical and experimental results have been found to be within a limit of 3%.
EN
As a result of the necessity to improve energy properties of prefabricated buildings, their thermo-modernizations are performed. In the paper various approaches to the modelling of prefabricated load bearing walls before and after thermo-modernization are presented. Simple one layer models with extra mass from ceilings and equivalent stiffness as well as multilayer ones are taken into consideration using the finite element method software. Values of the natural frequencies of the wall horizontal vibrations calculated using the various models, are compared. It was proved that even the very simple model with equivalent stiffness allows to compute natural vibration frequencies of wall with acceptable accuracy for engineering practice.
PL
W niniejszej pracy pokazano różne podejścia do modelowania prefabrykowanych ścian nośnych przed i po termomodernizacji. Wykorzystując metodę elementów skończonych rozważono proste, jednowarstwowe modele o zastępczej sztywności oraz modele wielowarstwowe. Porównywano częstotliwości ich poziomych drgań własnych. Rozważono wysoką, typową prefabrykowaną ścianę nośną systemu budownictwa prefabrykowanego WWP – 10.8m szerokości i 29.7m (11 kondygnacji x 2.7m) wysokości. Każda płyta prefabrykowana składa się z trzech warstw: nośnej, izolacji cieplnej i elewacyjnej. Dodatkowe warstwy wynikające z termomodernizacji tworzą: zbrojona zaprawa, styropian i siatka z włókien szklanych.
EN
This paper presents a dynamic analysis of earlier optimized auxetic structure. This optimization based on the distribution of two materials in such way to obtain a minimal value of Poisson’s ratio (PR), which indicates the auxetic properties. The initial optimized shape was so-called star structure, which if is made from one material has the PR close to 0.188. After optimization with the goal function of PR-minimization, the obtained value was equal to -9.5043. Then the eigenfrequencies for the optimized structure were investigated. The calculations were carried out by means of Finite Element Method (FEM). For optimization of the value of Poisson’s ratio was used algorithm MMA (Method of Moving Asymptotes). The computing of single material properties (PR, Young’s modulus, density) for the whole shape was made by means of SIMP method (Solid Isotropic Method with Penalization).
EN
This paper presents a method of improvement of the accuracy in natural frequency determination when having impulse responses from impact testing. A new method is used for obtaining impulse response spectrum. The improvement in natural frequency determination is a result of improving the spectral resolution. For this, the new method uses calculation of surface area under the envelope of the cross-correlation function. This process is repeated by single-harmonic signal generated step-by-step with frequency changed iteratively. Thus the frequency resolution of determined spectrum is independent of length of analysed impulse response.
PL
Praca przedstawia sposób poprawy dokładności wyznaczania częstotliwości drgań własnych mając odpowiedzi z badań impulsowych. Nowej metody używa się w celu znalezienia widma odpowiedzi impulsowej. Poprawa wyznaczania częstotliwości drgań własnych jest wynikiem poprawy rozdzielczości widmowej. W tym celu nowa metoda wyznacza pole powierzchni pod obwiednią funkcji korelacji wzajemnej. Proces ten dokonuje się cyklicznie włącznie z generacją fali harmonicznej krok po kroku wraz z iteracyjną zmianą jej częstotliwości. W ten sposób, rozdzielczość częstotliwościowa wyznaczanego widma jest niezależna od długości analizowanej odpowiedzi impulsowej.
EN
The proposed and verified the technique of finding a finite number of first natural frequencies for geometrically nonlinear vibrations of layered elongated cylindrical panels at discrete consideration of components. The influence of the radius of curvature on the natural frequencies of three- and five-layered panels is investigated. The dependence between the volume of filler three-layer panels and the lowest natural frequency has been established.
EN
In this study the fixed-fixed column subjected to axial Euler’s load has been investigated. The load is placed between the fixed ends of the structure and its location can be changed along column’s length. The boundary problem of free vibrations of the mentioned system has been formulated on the basis of Bernoulli – Euler theory and taking into account non-linear axial deformation relationship. Due to non-linear expressions the solution of the problem was done with small parameter method. In the paper the change of the first vibration frequency in relation to location and magnitude of the loading force was obtained. The relationship between natural vibration frequency and the amplitude is also discussed.
EN
The results of theoretical and numerical studies concerning continuous system subjected to the follower force directed towards the positive pole, locally resting on Winkler elastic foundation are presented in this paper. The load by follower force directed towards the positive pole is guaranteed by loading structure built of loading and receiving heads made of elements of circular outlines. Abovementioned heads are real constructions, used in experimental research of continuous systems. Taking into account total mechanical energy of the system, the Hamilton’s principle and the small parameter method, the differential equations of motion and boundary conditions of the considered column were determined. On the basis of a solution of the issue of dynamics of the system, an appropriate formulas were formulated and then the trajectory of curves on the plane frequency of free vibrations – the value of external load were calculated taking into considerations physical and geometrical parameters of the structure, including parameter of loading head and parameters describing Winkler elastic foundation.
PL
Szybkoobrotowe waty maszynowe są powszechnie stosowanymi elementami przenoszenia mocy w wielu konstrukcjach. Współczesne technologie coraz częściej pozwalają na stosowanie wałów spajanych. Efektem stosowania takich rozwiązań jest uzyskanie układów o nieliniowych charakterystykach dynamicznych (sztywność i tłumienie). W artykule przedstawiono propozycję algorytmu projektowania wałów spajanych.
EN
High-speed machine shafts are components of the power transmission widely used in many structures. Current technologies allow for using bonded shafts more frequently. The result of applying such solutions is obtaining systems of nonlinear dynamic characteristics (stiffness and dissipation). The paper presents proposal of algorithm of bonded shafts designing.
20
PL
W artykule przedstawiono problem wpływu ubytków betonu trzonów nośnych kominów żelbetowych na ich częstotliwość drgań własnych. Zaprezentowano wyniki obliczeń (MES) sześciu kominów wysokości 120 – 260 m o zróżnicowanym zakresie ubytków. Określono korelację pomiędzy lokalizacją ubytków betonu a zmianami wartości trzech pierwszych częstotliwości drgań własnych badanych kominów. Wyniki analizy będzie można wykorzystać do diagnostyki kominów żelbetowych.
EN
The article deals with the problem of the influence of RC chimneys shaft losses on their natural frequencies. The results of the calculations (FEM) were presented for six chimneys, 120 to 260 meters high, of various extent of losses. The correlation between the localization of concrete losses and changes of first three natural frequencies of investigated chimneys was shown. The results of the analysis may be used for the diagnosis of RC chimneys.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.