Photoelasticity and the Finite Element Method as a Tool for Stress Analysis in the Elementary Crushing Processess

• Autorzy: Ciężkowski P. , Bąk S.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article aims to present the results of photoelastic experiments on Plexiglas samples and compare them with the results obtained by finite element analysis. Samples were compressed and on the photoelastic polariscope, isochromatic lines were observed. In this work, the process of block loading between coaxial flat, wedge and rounded stamps and by three flat stamps was analyzed. Also was analyzed compression processes between flat plates of a cylindrical sample (Brazilian test), a cuboidal one and a cylindrical sample parallelly milled from two sides. Discussed issues represent compression of blocks in the working space of some crushers and therefore the results of relevant studies can be used to solve technical problems. The comparison of the results of photoelasticity and the finite element method gives a very good overview on the stress distribution in the material under studies. Both methods indicate similar waveforms of lines and stress distribution fields resulting from unidirectional force application. They can be used interchangeably to analyze the elements of crushing processes. The photoelastic method makes it easier to analyze the stress state than the FEM in the case of block crushing with rounded and wedge stamps.

Słowa kluczowe

EN

photoelasticity; plexiglass; Brazilian test; elementary crushing processes

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Machine Dynamics Research
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 41, No. 4
• Strony: 29--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il., rys., schem.

Twórcy

autor

Ciężkowski P.

• Warsaw University of Technology, Institute of Construction Machinery Engineering

autor

Bąk S.

• Warsaw University of Technology, Institute of Construction Machinery Engineering

Bibliografia

• 1. Bijak- Żochowski, M. and Kapkowski, J. (1983). Współczesne metody badań doświadczalnych w mechanice ciała stałego. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 21(4):679–715.
• 2. Bosak, M. (1975). Metoda Elementów Skończonych. Wydawnictwo Politechniki Rzeszowskiej.
• 3. Ciężkowski, P. (2016). Kruszenie skał-teoria, eksperyment i zastosowania inżynierskie. Instytut Maszyn Roboczych Ciężkich.
• 4. Doroszkiewicz, R. (1975). Elastooptyka, stan i rozwój polaryzacyjno optycznych metod doświadczalnej analizy naprężeń. PWN.
• 5. Frocht, M. (1948). Photoelasticity, Volume 2. John Wiley And Sons.
• 6. Frocht, M. M. and Guernsey Jr, R. (1953). A special investigation to develop a general method for three-dimensional photoelastic stress analysis.
• 7. Izbicki, R. J. and Mróz, Z. (1976). Metody nośności granicznej w mechanice gruntów i skał. Państ. Wydaw. Naukowe.
• 8. Kleiber, M. (1985). Metoda elementów skończonych w nieliniowej mechanice kontinuum. Państ. Wydaw. Naukowe.
• 9. Kruczek, B. (2016). Elastooptyka a metoda elementów skończonych jako narzędzia do analizy naprężeń. Problemy Nauk Stosowanych, 4:85–94.
• 10. Michalski, B. (1976). Badania mechanicznych i optycznych własności polimetakrylanu metylu modyfikowanego ftalanem dwubutylu. Mechanika Teoretyczna i Stosowana, 4(14).
• 11. Podgórski, J. and Jonak, J. (2004). Numeryczne badania procesu skrawania skał izotropowych.
• 12. Rao, G. J., Rathinam, P., and Narayanan, R. (1996). Development of hybrid method coupling moire interferometry and finite element analysis. Computers & structures, 60(3):433–440.
• 13. Sikora, R. (2006). Przetwórstwo tworzyw polimerowych. Podstawy logiczne, formalne i terminologiczne. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin.
• 14. Stopa, R. and Romański, L. (2007). Badania elastooptycznych modeli przekroju poprzecznego korzeni marchwi o różnych własnościach wytrzymałościowych warstwy kory i rdzenia. Inżynieria Rolnicza, 5(93).
• 15. Zawada, J. (1995). Obciążenia graniczne i pękanie skał w modelowych procesach kruszenia. PWN.
• 16. Zawada, J. (2005). Wprowadzenie do mechaniki maszynowych procesów kruszenia (na przykładzie kruszarek szczękowych). Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, Radom.
• 17. Zawada, J., Skłodowski, M., Truszkowski, W., and Buczyński, A. (1986). Wprowadzenie do mechaniki maszynowych procesów kruszenia (na przykładzie kruszarek szczękowych) cz. 1. Politechnika Warszawska, Instytut Maszyn Roboczych Ciężkich.
• 18. Zawada, J., Skłodowski, M., Truszkowski, W., and Buczyński, A. (1987). Wprowadzenie do mechaniki maszynowych procesów kruszenia (na przykładzie kruszarek szczękowych) cz. 2. Politechnika Warszawska, Instytut Maszyn Roboczych Ciężkich.
• 19. Zienkiewicz, O. (1972). Metoda elementów skończonych. Arkady.