Studies of the system: beam - variable mass element modeling overhead crane

• Autorzy: Kutrowski Ł. , Miara M.

Identyfikatory

DOI

http://dx.doi.org/10.16926/tiib.2017.05.14

Warianty tytułu

PL

Badania układu: belka – zmienna masa skupiona modelującego suwnicę

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the free vibration problem of beam with additionally attached mass element. The considered system can be treated as simplified to twodimensional model of the bridge crane. In this model the displacement of the hoist along the girder is analyzed and the longitudinal motion of the bridge crane does not occur. Based on the Hamilton’s principle, the boundary problem for this system has been formulated. On the basis of numerical simulations the influence of the position of the mass element (representing the hoist and mass of the load) on the free vibration frequencies of the system has been presented. The accepted mathematical model has been verified by the experimental studies.

PL

W niniejszej pracy rozważano problem drgań swobodnych belki z dodatkowo zamocowanym elementem masowym. Układ ten może modelować konstrukcję suwnicy pomostowej, przy założeniu pewnych uproszczeń. Sprowadzono model obiektu rzeczywistego do zagadnienia dwuwymiarowego, w którym rozważa się możliwość przemieszczania wciągnika wzdłuż dźwigara, a ruch wzdłużny suwnicy nie występuje. Sformułowano zagadnienie brzegowe odnośnie do drgań układu na podstawie zasady Hamiltona. Przedstawiono symulacje numeryczne określające wpływ położenia elementu masowego (który reprezentuje układ wciągnika wraz z ładunkiem) na częstości drgań własnych układu. Przeprowadzono badania eksperymentalne odnośnie do drgań rozważanego układu, pozwalające na weryfikację przyjętego modelu matematycznego.

Słowa kluczowe

EN

bridge crane; free vibrations; beam

PL

suwnica; drgania swobodne; belka

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego im. Jana Długosza w Częstochowie
• Czasopismo: Prace Naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Technika, Informatyka, Inżynieria Bezpieczeństwa
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 5
• Strony: 165--176
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Kutrowski Ł.

• Czestochowa University of Technology Institute of Mechanics and Machine Design Fundamentals ul. Dąbrowskiego 73, 42-201 Częstochowa

autor

Miara M.

• Czestochowa University of Technology Institute of Mechanics and Machine Design Fundamentals ul. Dąbrowskiego 73, 42-201 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Chimiak M., Budowa suwnic I wciągników oraz ich obsługa, Wydawnictwo i Handel Książkami „KaBe”, Krosno, 2009.
• [2] Lau J.H., Fundamental frequency of constrained beam, Journal of Sound and Vibration 78, 154-157, 1981, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0022-460X(81)80165-4.
• [3] Laura P.A.A., Filipich C., Cortinez V.H., Vibrations of beams and plates carrying concentrated masses, Journal of Sound and Vibration 117, 459- 465, 1987, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0022-460X(87)80065-2.
• [4] Liu W.H., Yeh F.H., Free vibrations of restrained-uniform beam with intermediate masses, Journal of Sound and Vibration 117, 555-570, 1987, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0022-460X(87)80074-3.
• [5] Low K.H., Comments on Non-linear vibrations of beam-mass system under different boundary conditions, Journal of Sound and Vibration 207, 284-286, 1997, DOI: http://dx.doi.org/10.1006/jsvi.1997.1135.
• [6] Maurizi M.J., Belles P.M., Natural frequencies of the beam-mass element system; comparison of the two fundamental theories of beam vibrations, Journal of Sound and Vibration 150, 330-334, 1991, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/0022-460X(91)90625-T.
• [7] Margielewicz J., Haniszewski T., Gąska D., Pypno C., Badania modelowe mechanizmów podnoszenia suwnic, PAN, Katowice, 2013.
• [8] Nowak A., Modelowanie dynamiki jazdy suwnicy pomostowej przy uwzględnieniu zjawiska odbicia, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1995.
• [9] Özkaya E., Pakdemirli M., Öz H.R., Non-linear vibrations of a beammass system under different boundary conditions, Journal of Sound and Vibrations 199, 679-696, 1997, DOI: http://dx.doi.org/10.1006/jsvi.1996.0663.
• [10] Srinath L.S., Das Y.C., Vibrations of beams carrying mass, Transaction of the American Society of Mechanical Engineers, Journal of Applied Mechanics, Series E, 784-785, 1967, DOI: http://dx.doi.org/10.1115/1.3607787.
• [11] Tomski L. (red.), Drgania i stateczność układów smukłych, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Fundacja „Książka Naukowo Techniczna”, Warszawa 2004.
• [12] Tomski L. (red.), Drgania i stateczność układów dyskretnych, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2006.
• [13] Wojnarowski J., Nowak A., Modelowanie drgań suwnic metodą SES, Zbiór refer. Konfer. CPBP 02.05, ZN WAT, Warszawa-Jaszowiec 1988.
• [14] http://www.zbud.com.pl/index.php?page=produkty&kategoria=40 (data dostępu 10.07.2017).
• [15] http://www.abuscranes.pl (data dostępu 10.07.2017).
• [16] http://chodor-projekt.net/encyclopedia/belka-skonczony-element-pretowy (data dostępu 10.07.2017).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).