Badania eksperymentalne i modelowanie stanów krytycznych kompozytowego wału maszynowego

• Autorzy: Deuszkiewicz P.

Warianty tytułu

EN

Experimental studies and modeling of critical states of a carbon fiber drive shaft

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań stanowiskowych oraz modelowych układu przeniesienia napędu zbudowanego z wykorzystaniem wału transmisyjnego wykonanego z kompozytu węglowo epoksydowego. Pokazano efekty towarzyszące przechodzeniu przez stan krytyczny takiego układu w trakcie rozpędzania i hamowania z różnymi przyrostami prędkości obrotowej. Przedstawiono proces budowy modelu matematycznego takiego układu i jego identyfikację na podstawie wyników badań doświadczalnych. Analizując wyniki uzyskane z badań empirycznych i modelowych wykazano, że przy projektowaniu wałów maszynowych z kompozytu węglowego głównym czynnikiem mającym wpływ na kształtowanie konstrukcji powinno być kryterium dynamiczne, gdyż użycie samych kryteriów kinetostatycznych może prowadzić do grubych błędów zwłaszcza przy próbach interpretacji fizycznej obserwowanych zjawisk. Pokazano wpływ dynamiki ruchu takiego układu (prędkości drgań) na charakterystykę sprężystą i tym samym wykazano konieczność modyfikacji „klasycznych” modeli reologicznych stosowanych do opisu takich układów.

EN

The paper presents the results of experimental and model research of powertrain system built using the carbon fiber drive shaft made. The effect of passing shaft resonance (1st critical speed) was shown in the conditions of acceleration and deceleration with different increases of rotational speed. In the following section, author describes the process of building a mathematical model of such a system and its identification on the basis of experimental results. When examining the results obtained with empirical and model research, it has been shown that in the structural design of carbon-epoxy composite shafts, the main factor affecting the right development of the structure should be dynamic criterion, since the only use of static criteria leads to big errors, especially when we are trying to do a physical interpretation of the observed phenomena. It has been shown the effect of dynamics of such system (vibration velocity) and its influence on the elasticity characteristic and thus demonstrated the need to modify the "classical" rheological models used to describe such systems.

Słowa kluczowe

PL

wał maszynowy; stan krytyczny; kompozyt węglowy

EN

machine shaft; critical state; carbon composite

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 3079--3092
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., il., wykr., pełen tekst na CD3

Twórcy

autor

Deuszkiewicz P.

• Instytut Podstaw Budowy Maszyn, Politechnika Warszawska, Narbutta 84, 02-524 Warszawa

Bibliografia

• 1. Arczewski K., Pietrucha J., Szuster J. T., Drgania Układów Fizycznych, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2008.
• 2. Batko W., Dąbrowski Z., Engel Z., Kiciński J., Weyna S., Nowoczesne Metody Badania Procesów Wibroakustycznych Cz. I, WN ITE–PIB, Radom 2005.
• 3. Batko W., Dąbrowski Z., Kiciński J., Nonlinear Effects In Technical Diagnostics, PAN – WN ITE–PIB, Radom–Warszawa 2008.
• 4. Batko W., Dąbrowski Z., Nowoczesne Metody Badania Procesów Wibroakustycznych (Zastosowania Techniczne) Cz. II, WN ITE–PIB, Radom 2006.
• 5. Bendat J. S., Nonlinear Systems Techniques And Applications, John Wiley & Sons Inc., New York 1998.
• 6. Bendat J. S., Piersol A. G., Engineering Applications Of Correlation And Spectral Analysis, John Wiley & Sons Inc., 1980.
• 7. Bingen Yang, Stress, Strain, And Structural Dynamics - An Interactive Handbook Of Formulas, Solutions, And Matlab Toolboxes, Elseviere 2004.
• 3092
• 8. Boczkowska A., Kapuściński J., Lindemann Z., Witemberg-Perzyk D., Wojciechowski S, Kompozyty, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2003.
• 9. Czemplik A., Modele Dynamiki Układów Fizycznych Dla Inżynierów, WNT, Warszawa 2008.
• 10. Dąbrowski Z., Deuszkiewicz P., Designing Of High-Speed Machine Shafts Of Carbon Composites With Highly Nonlinear Characteristics, Key Engineering Materials vol.490 “Fundamentals of Machine Design”, pp 76÷82, 2011.
• 11. Dąbrowski Z., Dziurdź J., Skórski W.W., Drgania Masztów Kompozytowych, WN ITE–PIB, Radom 2007.
• 12. Dąbrowski Z., Komorska I, Puchalski A, Diagnozowanie Błędów Wykonania I Montażu Układów Wirujących, WN ITE–PIB, Warszawa – Radom 2001.
• 13. Dąbrowski Z., Wały Maszynowe, PWN, Warszawa 1999.
• 14. Deuszkiewicz P., Analiza Właściwości Dynamicznych Wałów Maszynowych Wykonanych Z Kompozytu Węglowo-Epoksydowego, XXXVIII Ogólnopolskie Sympozjum DIAGNOSTYKA MASZYN, Katowice 2011 r.
• 15. Deuszkiewicz P., Dziurdź J., Górnicka D., Określanie Linii Ugięcia Masztu Kompozytowego Na Podstawie Informacji Uzyskanych Z Siatek Bragg’a, VII Konferencja Ogólnopolska Problemy Naukowe-Techniczne w Wyczynowym Sporcie Żeglarskim, 21.04÷01.05.2010.
• 16. Deuszkiewicz P., Dziurdź J., Właściwości Dynamiczne Nowoczesnych Masztów Kompozytowych, I Ogólnopolska Konferencja i III Seminarium „Problemy Naukowo-Techniczne w Wyczynowym Sporcie Żeglarskim” – STS „POGORIA” – 27.03÷03.04.2004 r. str.53÷58.
• 17. Deuszkiewicz P., Górnicka D., Analiza Właściwości Dynamicznych Profili Wykonanych Z Kompozytu Węglowo–Epoksydowego, VIII Ogólnopolska Konferencja Problemy Naukowo–Techniczne w Wyczynowym Sporcie Żeglarskim, 2011.
• 18. Deuszkiewicz P., Grządziela A., Badanie Dynamiki Wału Maszynowego Wykonanego Z Kompozytu Węglowego, XXIII Sympozjon Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Rzeszowska, Rzeszów–Przemyśl 2007, t. II, s. 126÷131.
• 19. Dietrich M. i inni, Podstawy Konstrukcji Maszyn, WNT, Warszawa 1995.
• 20. Głowacki H., Mechanika Techniczna – Dynamika, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2001.
• 21. Gryboś R., Dynamika Maszyn Wirnikowych, PAN IPPT – PWN, Warszawa 1994.
• 22. Julius S. Bendat, Allan G. Piersol, Metody analizy i pomiaru sygnałów losowych, PWN, Warszawa 1976.
• 23. Kaliski S., Drgania I Fale W Ciałach Stałych, PWN, Warszawa 1966.
• 24. Kurnik W. (red.), Tylikowski A., Starczewski Z., Przybyłowicz P., Niekonwencjonalne Materiały W Diagnostyce I Aktywnej Redukcji Drgań – monografia seria DIADYN, WN ITE–PIB, Radom 2008.
• 25. Kurnik W., Tylikowski A., Mechanika Elementów Laminowanych, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 1997.
• 26. Łączkowski R., Wyważanie Elementów Wirujących, WNT, Warszawa 1979.
• 27. Osiński Z., Bajon W., Szucki T., Podstawy Budowy Maszyn, PWN, Warszawa 1979.
• 28. Osiński Z., Teoria Drgań, PWN, Warszawa 1980.
• 29. Pakowski R., Deuszkiewicz P., Badania Dynamiczne Nietypowych Układów Przenoszenia Mocy, XXX Sympozjum Siłowni Okrętowych SymSO, Gdynia 2009.
• 30. Randall R. B., Frequency Analysis, Bruel & Kjaer, Glostrup, Denmark 1987.
• 31. Skalmierski B., Mechanika, PWN, Warszawa 1998.
• 32. Szabatin J., Podstawy Teorii Sygnałów, WKiŁ, Warszawa 2003.
• 33. Tomasz P. Zieliński, Cyfrowe Przetwarzanie Sygnałów – Od Teorii Do Zastosowań, WKiŁ, Warszawa 2009.