Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Verification of the welding heat source models in arc welding and hybrid plasma-MAG welding processes based on temperature field tests

Rochalski Damian, Golański Dariusz, Szulc Jacek

Welding Technology Review

|

2020

|

R. 92, nr 5

25--35

EN

Hybrid welding processes belong to a new group of welding varieties that most often combine two classic welding methods, such as laser welding with MIG/MAG welding or plasma welding with MAG welding. Modeling of welding stresses in this type of welding requires the definition of a new type of heat source model that combines a concentrated stream of energy with a classic heat source, which occurs in an electric arc. The paper presents the results of temperature field modeling in conventional MAG welding and hybrid plasma-MAG welding. In the first case, the heat source model described by Goldak was used, and in the second case, the Goldak model was combined with the developed rectangular heat source model with a homogeneous distribution. The temperature distributions obtained from the simulations were verified by spot temperature measurements during welding with thermocouples. A fairly good agreement of the numerical analysis results with the temperature measurements for MAG welding was obtained, while in the case of hybrid welding the discrepancies between the modeling and temperature measurements were greater. The results were discussed, indicating potential causes and factors influencing the obtained test results.

PL

Procesy spawania hybrydowego należą do nowej grupy odmian spawania łączących ze sobą najczęściej dwie klasyczne metody spawania jak np. spawanie laserowe i spawanie MIG/MAG czy spawanie plazmowe ze spawaniem MAG. Modelowanie naprężeń spawalniczych w tego typu odmianach spawania wymaga zdefiniowania nowego rodzaju modelu źródła ciepła łączącego skoncentrowany strumień energii z klasycznym źródłem ciepła, jakie występuje w łuku elektrycznym. W pracy przedstawiono wyniki modelowania pola temperatury w procesie konwencjonalnego spawania MAG oraz spawania hybrydowego plazma-MAG. W pierwszym przypadku zastosowano model źródła ciepła opisany przez Goldaka, a w drugim przypadku połączono model Goldaka z opracowanym modelem prostopadłościennym źródła ciepła o jednorodnym rozkładzie. Otrzymane z symulacji rozkłady temperatury zostały zweryfikowane poprzez punktowe pomiary temperatury w czasie spawania za pomocą termoelementów. Uzyskano dość dobrą zgodność wyników analizy numerycznej z pomiarami temperatury dla spawania MAG podczas gdy przy spawaniu hybrydowym rozbieżności między modelowaniem i pomiarami temperatury były większe. Przeprowadzono dyskusję wyników wskazując potencjalne przyczyny oraz czynniki wpływające na otrzymywane wyniki badań.

2

Numerical Analysis of the Influence of Temperature on the Friction Resistance of a Metal-Polymer Sliding Pair

Opałka Mariusz, Kowalewski Piotr, Ptak Anita

Tribologia

|

2020

|

nr 4

17--26

EN

The paper presents numerical calculations of polymer sliding bearings during their operation at low temperatures. Calculations of the frictional moment and the contact area were performed for bearing pans made of PA and PEEK. In the numerical model, the influence of temperature on the mechanical properties (modulus of longitudinal elasticity) and tribological properties (coefficient of friction) were taken into account. The diversified influence of the temperature and thickness of the polymer bearing pans was demonstrated with regards to elements made of different polymer materials. At low temperatures (up to T = -50°C), a different (depending on the used polymer) influence of mechanical and tribological properties on the resistance to motion was found. The ABAQUS calculation package and the finite element method (FEM) were used in the calculations

PL

W pracy przedstawiono obliczenia numeryczne polimerowych łożysk ślizgowych podczas pracy w niskiej temperaturze. Obliczenia momentu tarcia oraz powierzchni styku wykonano dla panewek wykonanych z PA i PEEK. W modelu numerycznym uwzględniono wpływ temperatury na własności mechaniczne (moduł sprężystości podłużnej) oraz właściwości tribologiczne (współczynnika tarcia). Wykazano zróżnicowany wpływ temperatury oraz grubości panewki polimerowej dla elementów wykonanych z różnych materiałów polimerowych. W niskiej temperaturze (do T = -50°C) stwierdzono zróżnicowany (w zależności od zastosowanego polimeru) wpływ cech mechanicznych i tribologicznych na opory ruchu. Do obliczeń z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES) wykorzystano pakiet ABAQUS do obliczeń.

3

Analysis of the properties of RFSSW lap joints of Alclad 7075-T6 aluminum alloy sheets under static and dynamic loads

Kubit Andrzej, Faes Koen, Jurczak Wojciech, Bucior Magdalena, Kluz Rafał

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 4

4--13

EN

This paper presents research regarding refill friction stir spot welding (RFSSW) of EN AW-7075-T6 Alclad aluminium alloy sheets, and the joint behaviour under static and dynamic loads. Single-point lap joint of sheets with different thicknesses, which corresponds to those used in aircraft fuselage structures, i.e. upper sheets with a thickness of 1.6 mm and lower sheets with a thickness of 0.8 mm, were analysed regarding the failure mechanism in static shear testing. It has been shown that a properly made joint is destroyed as a result of tension in the lower plate. The lower plate at the edge of the weld is structurally weakened by the HAZ, but also geometrically due to plastic deformation during the welding process, which has been demonstrated by metallographic investigations as well as by the FEM numerical model. Single-row RFSSW welded joints with different spacing of the welds and a riveted joint were impact tested. It has been shown that welded joints are characterized by a greater stiffness, which is higher when the spacing of the welds is smaller.

PL

Praca przedstawia badania połączenia zakładkowego RFSSW blach ze stopu aluminium EN AW-7075-T6 Alclad pod wpływem obciążeń statycznych oraz dynamicznych. Jednopunktowe połączenie zakładkowe blach o różnej grubości co odpowiada połączeniom stosowanym w konstrukcjach kadłubów lotniczych tj. górna blacha o grubości 1.6 mm oraz dolna blacha o grubości 0.8 mm, poddano analizie mechanizmu zniszczenia w próbie statycznego ścinania. Wykazano, że poprawnie wykonane połączenie ulega zniszczeniu na skutek rozciągania dolnej blachy. Dolna blacha przy krawędzi zgrzeiny jest osłabiona strukturalnie przez strefę wpływu ciepła, ale także geometrycznie poprzez deformację plastyczną powstałą podczas procesu zgrzewania, co wykazano na podstawie badań metalograficznych jak również przy użyciu modelu numerycznego MES. Jednorzędowe połączenia zakładkowe poddano badaniom udarności. Badano połączenia zgrzewane RFSSW o różnym rozstawie zgrzein oraz połączenie nitowane. Wykazano, że połączenia zgrzewane charakteryzują się większą sztywnością, która jest tym większa im mniejszy rozstaw zgrzein.

4

Determination of the optimum percentage of high strength bars in RC beams with combined reinforcement using FEM

Selejdak Jacek, Blikharskyy Yaroslav, Bobalo Taras, Kopiika Nadiia

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2020

|

Vol. 2, nr 1

230--236

EN

In this work on the basis of the developed and tested mathematical model, the numerical experiment is conducted in order to study in more detail the specifics of performance of concrete beams` with combined reinforcement. For this purpose nine series of reinforced concrete beams with different combination of steel bars (A400C, At800, A1000) and ribbon reinforcement (C275) were modeled. In the developed series two classes of concrete were used: C50/60, C35/45. The functions derived on the basis of mathematical modeling allow us to determine the recommended percentage of high-strength reinforcement of common reinforced concrete structures with single reinforcement. Therefore, the possibility is obtained to reduce the total structures` reinforcement percentage, increasing their deformability by the specified value without affecting the bearing capacity.

5

Modelowanie stanów termiczno-mechanicznych z zastosowaniem MES – zagadnienia wybrane. Cz. 2

Jachimowicz Jerzy, Osiński Jerzy, Szot Andrzej

Przegląd Mechaniczny

|

2020

|

nr 5

28--36

PL

Stałe lub zmienne w czasie (stacjonarne lub niestacjonarne) obciążenia cieplne wywołują w konstrukcji ustalone lub nieustalone pola temperatury. Te z kolei są źródłem naprężeń, które mają szczególne znaczenie w przypadkach urządzeń pracujących w warunkach dużych zakresów temperatur i ich częstej zmienności w czasie. W niniejszym opracowaniu przedstawiono przykłady zastosowania programów MSC.Patran (budowa modeli i analiza wyników obliczeń) i MSC.Nastran (obliczenia) w zakresie termosprężystości niesprzężonej, czyli z pominięciem ciepła wytwarzanego na skutek odkształcania materiału. W tej części artykułu zamieszczono przykładowe zadania modelowania naprężeń termomechanicznych.

EN

Fixed or time-varying (fixed or non-fixed) heat loads cause in the structure fixed or transient temperature fields. These, in turn, are a source of stresses which are particularly important for equipment operating in large temperature ranges and their frequent variability over time. The paper presents examples of application of MSC.Patran (construction of models and analysis of calculation results) and MSC.Nastran (calculations) in the range of uncoupled thermal resilience, i.e. excluding the heat produced by material deformation. This part of the paper provides examples of tasks for modelling thermomechanical stresses.

6

Modelowanie stanów termiczno-mechanicznych z zastosowaniem MES – zagadnienia wybrane. Część I

Jachimowicz Jerzy, Osiński Jerzy, Szot Andrzej

Przegląd Mechaniczny

|

2020

|

nr 4

38--42

PL

Stałe lub zmienne w czasie (stacjonarne lub niestacjonarne) obciążenia cieplne wywołują w konstrukcji ustalone lub nieustalone pola temperatury. Te z kolei są źródłem naprężeń, które mają szczególne znaczenie w przypadkach urządzeń pracujących w warunkach dużych zakresów temperatur i ich częstej zmienności w czasie. W niniejszym opracowaniu przedstawiono przykłady zastosowania programów MSC.Patran (budowa modeli i analiza wyników obliczeń) i MSC.Nastran (obliczenia) w zakresie termosprężystości niesprzężonej, czyli z pominięciem ciepła wytwarzanego na skutek odkształcania materiału.

EN

Fixed or time-varying (fixed or non-fixed) heat loads cause in the structure fixed or transient temperature fields. These, in turn, are a source of stresses which are particularly important for equipment operating in large temperature ranges and their frequent variability over time. The paper presents examples of application of MSC.Patran (construction of models and analysis of calculation results) and MSC.Nastran (calculations) in the range of uncoupled thermal resilience, i.e. excluding the heat produced by material deformation.

7

Analizy MES oraz badania odkształceń i naprężeń w otoczeniu nitu w cienkościennej strukturze lotniczej

Jachimowicz Jerzy, Kajka Rafał, Szachnowski Wiesław, Szymczyk Elżbieta

Przegląd Mechaniczny

|

2020

|

nr 3

33--46

PL

Zarówno podczas eksploatacji samolotów i śmigłowców, jak również w badaniach elementów innych struktur cienkościennych obserwuje się wiele interesujących zjawisk zachodzących w połączeniach nitowych, jak na przykład odkształcenia plastyczne, fretting itp., które wpływają ujemnie na trwałość połączenia, powodując inicjację pękania pokrycia. W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczących wizualizacji pól naprężeń metodami analizy MES oraz optycznymi połączeń nitowanych oraz wskazano na możliwość wykorzystywania tego rodzaju metod w badaniach odkształceń występujących w tych połączeniach.

EN

During the exploitation of aircraft and helicopters, as well as in the study of elements of other thin-walled structures, many interesting phenomena are observed in riveted joints, such as plastic deformations, fretting, etc., which negatively affect the durability of the joint, causing the initiation of cracking of the covering. The paper presents the results of research concerning the visualization of stress fields by FEM analysis methods and optical methods of riveted joints and indicates the possibility of using such methods in studies of deformation occurring in such type of joints.

8

Analiza wytrzymałości wieńców kół zębatych przekładni obiegowej z wykorzystaniem MES

Lantenszleger Albert, Pacana Jacek

Przegląd Mechaniczny

|

2020

|

nr 6

36--40

PL

W publikacji przedstawiona została analiza wytrzymałościowa kół zębatych przekładni planetarnej. Główne obliczenia dotyczące stanu naprężeń w wieńcach zębatych przeprowadzono z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES) w programie Siemens NX. Wcześniej, w tym samym programie, przygotowano modele wirtualne kół zębatych na podstawie analitycznych obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych dla projektowanej przekładni. W celu weryfikacji otrzymanych wyników zestawiono ze sobą rezultaty otrzymane obiema metodami. Przedstawiono także uwagi i zalecania będące wskazówką przy przeprowadzaniu obliczeń numerycznych MES przekładni zębatych.

EN

In the publication has been presented the strength analysis of planetary gear wheels. The main calculations regarding the state of stress in toothed rims were performed using the finite element method (FEM) in the Siemens NX program. Before that, virtual models of gear wheels based on analytical geometric and strength calculations of the designed transmission were prepared in the same program. The results obtained with both methods were compared with each other to verify them. Comments and recommendations being a guide when performing FEM numerical calculations of gears have also been presented.

9

Analiza projektowa MES połączenia kompozytowo-metalowego przeznaczonego do badań na naciski

Puchała Krzysztof, Szymczyk Elżbieta, Jachimowicz Jerzy

Przegląd Mechaniczny

|

2020

|

nr 1

34--42

PL

Stałe dążenie do uzyskania jak najmniejszej masy samolotu jest powodem stosowania w konstrukcjach lotniczych materiałów o wysokiej wytrzymałości i sztywności właściwej. Wysokowytrzymałe stale, stopy tytanu lub stopy aluminium (np. 2024T3) oraz laminaty kompozytowe (np. CFRP, Glare) są przykładami takich materiałów. Stosowanie różnorodnych materiałów na struktury lotnicze wymusza konieczność łączenia części metalowych z kompozytowymi. Stosuje się różne techniki łączenia pokryć płatowca z elementami usztywniającymi: mechaniczne (połączenia nitowane, śrubowe), adhezyjne (klejenie, okazjonalnie zgrzewanie), hybrydowe (w którym zastosowano kombinacje dwóch różnych metod). W przypadku połączeń mechanicznych konieczne jest wykonywanie otworów, które są miejscem silnych koncentracji naprężeń decydujących o wytrzymałości całej konstrukcji. Połączenia mechaniczne, stosowane od dziesięcioleci, odznaczają się wysokim poziomem niezawodności. Połączenia mechaniczne można wykonywać oraz użytkować w trudnych warunkach środowiskowych. Celem pracy jest projekt mechanicznego połączenia metal-kompozyt oraz analiza niszczenia elementu kompozytowego. Analizowano dwucięte połączenie śrubowe. Przeprowadzono obliczenia analityczne oraz numeryczne.

EN

The constant attempt to obtain as low aircraft mass as possible is the reason for using material of high specific strength (or stiffness) in the aerospace industry. High strength steels, titanium or aluminium alloys (e.g. 2024T3) and composite laminates (e.g. CFRP or Glare) are the examples of such materials. Dissimilar materials in aircraft structures provide a necessity of composite and metallic components joining. Various techniques are used to connect the skin with the stiffening elements: mechanical (riveting, bolting), adhesive (bonding and occasionally welding) and hybrid (where both above mentioned methods are used). Making holes is a necessity for mechanical joints. The holes are the areas of high stress concentrations and they determine load capability of the whole structure. However, mechanical joints used for decades are proved to be reliable. They can be assembled and applied in very rough conditions since they are less sensitive to environmental effects. The goal of the work is development of a mechanical metal-composite joint and failure analysis of the composite part. The double-shear joint is analysed. Both analytical and numerical calculations are performed.

10

Wpływ niektórych parametrów konstrukcyjnych młyna elektromagnetycznego na jego właściwości eksploatacyjne

Jabłoński Paweł, Dróżdż Tomasz, Gliniak Maciej, Trzyniec Karolina, Lis Anna, Kiełbasa Paweł, Malinowski Mateusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 2

79--82

PL

Przeanalizowano wpływ parametrów konstrukcyjnych (liczby zwojów cewek elektromagnesów, grubość i konduktywność osłony komory roboczej) młyna elektromagnetycznego na takie wielkości eksploatacyjne jak indukcja magnetyczna w komorze roboczej, pobierany prąd, straty na prądy wirowe, współczynnik mocy, zastępcza impedancja fazowa. Stwierdzono, że liczba zwojów cewek ma duże znaczenie, przy czym im większa liczba zwojów, tym mniejsze pole w komorze roboczej.

XX

The influence of design parameters (the number of turns of electromagnet coils, the thickness and conductivity of the working chamber enclosure) of the electromagnetic mill on such operational quantities as magnetic induction in the working chamber, current, losses due to eddy currents, power factor, equivalent phase impedance were analyzed. It was found that the number of turns of the coils is of great importance, with the larger the number of turns, the smaller the area in the working chamber.

11

The influence of coils system geometry on the efficiency of wireless power transfer

Stankiewicz Jacek Maciej

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 6

7--10

EN

The article presents an analysis of the effectiveness of the Wireless Power Transfer (WPT) periodic system consisting of transmitting and receiving coils. In the analysis taken into account various variants of the system geometry (radius of the coil, number of turns, distance between the transmitting-receiving coils). The influence of variable system geometry and frequency on system efficiency was analysed. The Finite Element Method (FEM) with the using periodic boundary conditions for the analysis was used. Based on the results obtained, it was checked at which system parameters wireless power transfer of the system is possible.

PL

W artykule przedstawiono analizę efektywności układu periodycznego WPT (Wireless Power Transfer) złożonego z cewek nadawczych i odbiorczych. W analizie uwzględniono różne warianty geometrii układu (promień cewki, liczba zwojów, odległość między cewkami). Analizowano wpływ zmiennej geometrii układu oraz częstotliwości na sprawność układu. Do analizy wykorzystano metodę elementów skończonych (FEM) z zastosowaniem periodycznych warunków brzegowych. Na podstawie uzyskanych wyników sprawdzono, przy jakich parametrach układu możliwy jest bezprzewodowy transfer energii

12

Modelling the tumor temperature distribution in anatomically correct female breast phantom

Gas Piotr, Miaskowski Arkadiusz, Dobrowolski Dariusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 2

146--149

EN

The presented paper focuses on a numerical analysis of temperature in the anatomical model of the female breast with a strictly defined level of power generated by the EMF source in pathological tissue saturated with ferrofluid. The aim of this study was to examine the effect of blood perfusion rate models on the resultant tumor temperature. The four tumor perfusion models were subjected to comparative analysis: constant, linear, nonlinear and completely free of blood flow. The authors have shown that taking into account the various temperature dependences of blood perfusion models within the treated tissue might play an important role in the complex process of female breast cancer treatment planning.

PL

Przedstawiona praca skupia się na numerycznej analizie temperatury w anatomicznym modelu gruczołu piersiowego kobiety o ściśle określonym poziomie mocy generowanej przez źródło PEM w patologicznej tkance nasyconej ferrofluidem. Celem tej pracy było zbadanie wpływu perfuzji krwi na wypadkową temperaturę guza. Analizie porównawczej poddano cztery modele perfuzji w guzie: stały, liniowy, nieliniowy oraz model całkowicie pozbawiony przepływu krwi. Autorzy pracy wykazali, że uwzględnienie różnych zależności temperaturowych dla modeli perfuzji krwi w leczonej tkance, może odgrywać istotną rolę w złożonym procesie planowania leczenia nowotworów piersi.

13

Modelling the temperature-dependent RF ablation produced by the multi-tine electrode

Gas Piotr

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 1

48--51

EN

The paper discusses a thermal ablation of liver tissue with a multi-tine probe. The 3D model of such applicator with evenly distributed 2–5 arms was placed in hepatic tissue near a cylindrical vessel with circulating blood. The temperature of the surrounding tissue was regulated within defined limits by changing the voltage employed on the RF electrode. The current study examines influence of temperature-dependent and constant parameters of liver tissue on thermal efficiency of ablation procedure. As presented, a blood flowing in the blood vessel causes the cooling of tissue, which requires the electrode voltage to be increased to maintain the set therapeutic levels of temperatures. Interestingly, even larger changes in electrode potential are required in the case of temperature-dependent ablation with a blood vessel.

PL

Praca omawia termiczną ablację tkanki wątroby za pomocą sondy wielopalcowej. Model 3D takiego aplikatora o równomiernie rozmieszczonych 2–5 ramionach umieszczono w tkance wątroby w pobliżu cylindrycznego naczynia z przepływającą krwią. Temperatura otaczającej tkanki była regulowana w określonych granicach poprzez zmianę napięcia przyłożonego na elektrodzie RF. W pracy zbadano wpływ zależnych od temperatury i stałych parametrów tkanki wątroby na sprawność ablacji cieplnej. Jak pokazano, krew płynąca w naczyniu krwionośnym powoduje chłodzenie tkanki, co wymaga zwiększenia napięcia elektrody, aby utrzymać zadane poziomy terapeutyczne temperatury. Co ciekawe, nawet większe zmiany potencjału elektrody są wymagane w przypadku zależnej od temperatury ablacji w obecności naczynia krwionośnego.

14

Weryfikacja poprawności transferu danych BIM w celu obliczeń MES na przykładzie obiektu usługowo-biurowego

Pabian Katarzyna, Wosatko Adam

Przegląd Budowlany

|

2020

|

R. 91, nr 12

20--29

PL

Artykuł dotyczy porównania współpracy pomiędzy programami inżynierskimi na podstawie transferu danych modelu zgodnie z ideą BIM. W tym celu taki sam model BIM obiektu usługowo-biurowego utworzono w dwóch różnych programach źródłowych, a następnie wykonano jego eksport i poddano weryfikacji za pomocą analizy MES. Obiekt składa się z hali stalowej oraz dwóch niewielkich budynków biurowych o konstrukcji żelbetowej. Do modelowania użyto programów REVIT oraz TEKLA, a obliczenia wykonano za pomocą programu ROBOT. Weryfikacja MES zawiera głównie analizę statyczną, ale pokazane są także wyniki dla zagadnienia drgań własnych.

EN

The paper evaluates the interaction between software packages for engineers on the basis of data transfer according to the BIM idea. For this purpose the same model of an office-service building set is prepared in two different source packages and next it is exported and verified using the FEM analysis. The facility consists of a steel hall and two small office buildings with reinforced concrete structure. The REVIT and TEKLA programs are selected for modeling, while package ROBOT is used for computations. The FEM verification contains mainly a static analysis, but the results of an eigen-vibration problem are also shown.

15

Wariantowy projekt żelbetowego zbiornika fermentacyjnego biogazowni

Kulik-Dunikowska Sylwia, Gnatowski Mariusz

Przegląd Budowlany

|

2020

|

R. 91, nr 2

40--46

PL

Proces fermentacji metanowej od lat wykorzystywany jest do produkcji biogazu i metanu. Pozwala na unieszkodliwienie odpadów organicznych oraz wykorzystanie produktów powstałych podczas reakcji chemicznych, przyczyniając się do ochrony środowiska. Zaproponowano dwa rozwiązania konstrukcji zbiornika fermentacyjnego biogazowni – z przekryciem w postaci żelbetowego stożka ściętego oraz lekkiej kratowej konstrukcji stalowej, przykrytej membraną. Przeprowadzono analizę porównawczą sił wewnętrznych uzyskanych metodą numeryczną i analityczną. Wymiarowanie, zgodne z wymaganiami eurokodów, przeprowadzono metodami analitycznymi oraz z wykorzystaniem programów komputerowych.

EN

The process of methane fermentation have been used for years for the production of biogas and methane. It allows for neutralization of organic waste and the use of products formed during chemical reactions, thus contributing to environmental protection. The article proposes two solutions for construction of a fermentation tank in a biogas plant – with a cover in the form of a reinforced concrete frustum and lightweight steel mesh construction covered with a membrane. A comparative analysis of internal forces generated using a numerical and analytical method has been carried out. Sizing, according to required eurocodes, has been performed using analytical methods and computer programmes.

16

Analiza wytężenia nawierzchniowych płyt betonowych pod wpływem naturalnego obciążenia termicznego

Linek Małgorzata, Piotrowska-Nowak Patrycja

Przegląd Budowlany

|

2020

|

R. 91, nr 7-8

32--37

PL

W pracy omówiono wpływ naturalnego obciążenia termicznego na naprężenia i ugięcia betonowej płyty nawierzchniowej. Pierwsza część opracowania dotyczy analizy warunków klimatycznych występujących w Polsce. Na podstawie danych meteorologicznych uzyskanych z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej przeanalizowano zmianę średniej temperatury powietrza i zmianę średniej minimalnej temperatury przy powierzchni gruntu. Omówiono także wpływ poszczególnych czynników klimatycznych na trwałość płyty betonowej przeznaczonej do budowy dróg i lotnisk. Druga część pracy obejmuje numeryczną analizę wpływu gradientów temperatury na deformację płyty. Wybrano dwie reprezentatywne stacje pomiarowe do szczegółowej analizy naprężeń w zależności od położenia geograficznego.

EN

The paper discusses the impact of the natural thermal load on stress and deflection of a concrete slab. The first part of the study concerns the analysis of climatic conditions occurring in Poland. Based on meteorological data obtained from the Institute of Meteorology and Water Management, the change in average air temperature and the change in the average minimum temperature at the ground surface were analyzed. The impact of individual climatic factors on the durability of the concrete slab intended for road and airfield construction was discussed. The second part of the study includes the numerical analysis of the impact of temperature gradients on the change in recorded deformations. Two representative measuring stations were selected for detailed stress analysis depending on the geographical location.

17

Various Rotor Topologies of Line-Start Synchronous Motor for Efficiency Improvement

Sarac Vasilija Jovan, Stefanov Goce

Power Electronics and Drives

|

2020

|

Vol. 5 (40)

83--95

EN

Line-start synchronous permanent magnet motor (LSSPMM) is being considered as a replacement or alternative to asynchronous squirrel-cage motor (AM) in constant speed applications. This is due to the better efficiency and power factor than the asynchronous motor. There are various rotor topologies of LSSPMM concerning the magnets placement and their dimensions. The paper analyses six different rotor topologies in terms of achieving the best efficiency and power factor for the same output power of the motor with minimal consumption of permanent magnet material. All other motor design parameters remain unchanged, i.e. all motor topologies are analysed for the same stator laminations and the same motor windings. The numerical finite element method (FEM) models and dynamic models for obtaining transient characteristics of speed, torque and current verify the proposed design of various motor models. The results from all motor models are compared and adequate conclusions are derived regarding the optimal rotor topology in terms of obtaining the best efficiency and power factor with minimal consumption of permanent magnet material, for the same output power of the motor.

18

Experimental and numerical investigations of ultimate strength of imperfect stiffened plates of different slenderness

Woloszyk Krzysztof, Garbatov Yordan, Kowalski Jakub, Samson Leszek

Polish Maritime Research

|

2020

|

nr 4

120--129

EN

The objective of this study is to analyse the behaviour of compressed stiffened plates of different slenderness using experimental and numerical methods. The presented results are part of a long-term project to investigate the ultimate strength of geometrically imperfect structures subjected to different degradation phenomena, including corrosion degradation and locked cracks. Several specimens were subjected to a uniaxial compressive force, and the most important quantities related to the structural behaviour were captured and analysed. A finite element model, accounting for material and geometrical nonlinearities and initial geometrical imperfections, was developed using the commercial software ANSYS. The residual welding-induced stresses were measured in the middle cross-section for two specimens. The initial imperfection was identified by employing a close-range photogrammetry approach. It was concluded that the numerical analyses, based on the finite element model, predict the ultimate strength of stiffened plates accurately, although some deviations were also observed. The detailed analysis with the indication of possible uncertainty is presented, and several conclusions are derived.

19

Analysis of ultimate compressive strength of cracked plates with the use of doe techniques

Woloszyk Krzysztof, Garbatov Yordan

Polish Maritime Research

|

2020

|

nr 3

109--120

EN

The objective of this work is to investigate the structural compressive response of plates with locked cracks accounting for all relevant factors and correlation between them. The nonlinear FE model considering both geometric and material nonlinearities is employed herein, and the FE model of the structural response of intact plates is validated with the available experimental data. In the common studies, based on One Factor at a Time analysis, some of the parameters and interactions between them are excluded. In the present study, the numerical investigations are conducted with the use of the Design of Experiments techniques, where all essential parameters and their interactions are adequately considered. With a total of 32 numerical analyses, the most influential factors and their interactions are identified. As a study outcome, empirical formulations, which allow for a fast estimation of the ultimate compressive strength of intact plates, plates with locked cracks, and repaired cracked plates, are derived. The developed formulations represent a fast and practical tool for estimating the ultimate compressive strength of intact, cracked, and repaired plates, which can be easily employed in the reliability analysis.results followed by their discussion.

20

Modeling and computing of stress and strain distribution in UHMW polyethylene elements of chosen artificial human joints

Nabrdalik Marcin, Sobociński Michał

Polish Journal of Chemical Technology

|

2020

|

Vol. 22, nr 3

1--8

EN

The aim of the study was to present numerical strength analysis of the virtual knee and hip joints for the most popular tribological pairs used in prosthetic arthroplasty based on the Finite Elements Method. FEM makes it possible to calculate the stress in particular elements of the tested models. The research was dedicated to elucidate abrasive wear mechanisms during surface grinding of a polyethylene UHMW and a metal elements of endoprostheses. Strong adhesion was found between the abrasives and workpieces, which might be attributed to the chemical bonding between the abrasives and workpieces in synovial liquid. Therefore, the wear of UHMWPE is both chemical and physical. Abrasive wear effect, as a result of the abrasive wear process, is associated with material loss of the element surface layer due to the separation of particles by fissuring, stretching, or micro-cutting.