Badania trwałości zmęczeniowej maszyn metodą analizy rozkładu mocy obciążeń dynamicznych

Kaźmierczak, H.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Badania trwałości zmęczeniowej maszyn metodą analizy rozkładu mocy obciążeń dynamicznych

Autorzy

Kaźmierczak H.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

httpwww_bg_utp_edu_plartdiagnostyka2002kazmierczak.pdf

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Testing of fatigue life of machines' using the method of analysis of dynamic loads power distribution

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono zagadnienie trwałości zmęczeniowej węzłowych elementów maszyn z zastosowaniem metod energetycznych. Charakterystykę trwałościową maszyn roboczych tworzą zarówno ich parametry strukturalne jak również charakterystyka wymuszeń. Obniżenie trwałości elementów maszyny może wystąpić w wyniku ewolucyjnego procesu destrukcji oraz w wyniku chwilowych przeciążeń. Stan maszyny ulega procesowi ewolucyjnej destrukcji wskutek zmęczenia materiałów konstrukcyjnych, nadmiernych obciążeń, zużycia wskutek tarcia (luzy) itp. Czynnikiem determinującym trwałość obiektu są charakterystyki trwałościowe podzespołów, sposób ich złożenia, a także rodzaj oraz charakterystyka wymuszeń. Charakterystykę trwałościową obiektu tworzą zarówno jego parametry strukturalne jak również wzajemne oddziaływania podukładów. W artykule przedstawiono, oparty na modelu procesora energii Cempla, model oceny trwałości obiektu sprowadzający się do śledzenia trendu ewolucji destrukcji. Do oceny trwałości zmęczeniowej posłużyły przestrzenno czasowe charakterystyki mocy obciążeń dynamicznych. Znajomość przestrzennego rozkładu obciążeń obiektu mechanicznego w funkcji czasu eksploatacji pozwala identyfikować elementy maszyn poddane procesowi destrukcji. Przedstawiono przykład zastosowania metody analizy rozkładu mocy obciążeń dynamicznych do analizy trwałościowej elementu maszyny (przyspieszone badania stanowiskowe).

In the article the problem of fatigue life of machines' nodal elements, using energetistic methods, is showed. Structural parameters of working machines and force characteristic determine the life curve of working machines. Decrease of life of the machine elements can be an effect of the evolutional process of destruction or of instantaneous overloads. Composite materials fatigue, excessive loads, wear caused by friction (plays) etc. cause the machine condition to suffer the process of evolutional destruction. Life curves of the sub-assemblies, the way of their assembly and also force characteristic and its kind determine the life of object. Life curve of the object depends on its structural parameters and interaction between the sub-assemblies. Int he article the model of evaluation of the object life, based on the model of Cemple energy processor, consisted in following of the tendency of destruction evolution, is showed. Spatial-temporal power characteristic sof dynamic loads have been used to evaluate the fatigue life. Knowledge of the spatial load distribution of mechanical object in time function of exploitation let identify the machine elements subjected to the destruction process. An example of using of the method of analysis of dynamic loads power distributionin life analysis of machine elements is showed (acceleration stand testing).

Słowa kluczowe

model destrukcja metoda analizy rozkład mocy obciążenie dynamiczne trwałość zmęczeniowa wymuszenie wytężenie

model destruction method of analysis dynamic loads power distribution fatigue life force effort

Wydawca

Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej

Czasopismo

Diagnostyka

Rocznik

2002

Tom

Vol. 26

Strony

133--142

Opis fizyczny

Bibliogr. 50 poz., rys.

Twórcy

autor

Kaźmierczak H.

Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych, ul. Starołęcka 31, Poznań, kazhenr@pimr.poznan.pl

Bibliografia

1. Alvin, K.F., A. Second-Order Structural Identification via State Space-Based System Realizations," Report No. CU-CSSC-93-09, Center for Space Structures and Controls, University of Colorado, Boulder, CO, Ph.D Dissertation,1993.
2. Banek T., Batko W., Estymacja zaburzeń w systemach monitorujących, Wydawnictwo AGO, Kraków 1997.
3. Batko W., Krzyworzeka P. Estymacja diagnostycznego widma harmonik, Kongres Diagnostyki Technicznej KDT’96, Materiały t. II.
4. Bishop R.E.D., Johnson D.C., The mechanics of Vibration, Cambridge University Press, 1960.
5. Cempel C., Diagnostyka wibroakustyczna maszyn, PWN Warszawa 1989.
6. Cempel C., Modele diagnostyki wibroakustycznej, Diagnostyka Maszyn Roboczych i Pojazdów, Bydgoszcz, 1994.
7. Cempel C., Natke H.G., Energy Processors and Energy Transformation, System Engineering. Summer School Systems Engineering . Poznań. 1995.
8. Cempel C., Modele systemów przetwarzania energii w teorii i inżynierii systemów. Promocja na Doktora Honoris Causa Politechniki Szczecińskiej, Politechnika Szczecińska, 1995.
9. Cempel C., Tabaszewski M., - Teoria degradacji maszyn i urządzeń jako ewolucyjnych systemów otwartych z ograniczoną dyssypacją - sprawozdanie z badań KBN 0858/P4/93. Politechnika Poznańska IMS 1996.
10. Cempel C., Energy Processors in Systems Engineering and their Evolution, Bull. Pol. of Polish Academy of Sci. Techn., 1997, Vol 45, No 4.
11. Cempel C., Natke H.G., Tabaszewski M., Apassive diagnostic experiment with ergodic properties, Mechanical Systems and Signal Processing, 1997, 11(1).
12. Cempel C., Innovative Developments in Systems Condition Monitoring, Keynote Lecture for DAMAS ‘99, Damage Assessment of Structure Conference, Dublin 1999.
13. Cempel C., Teoria inżynierii systemów, skrypt, Zakład Dynamiki - Wibroakustyki Systemów, Politechnika Poznańska 2000.
14. Cholewa W., Kiciński J., Diagnostyka techniczna, Odwrotne modele diagnostyczne, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997.
15. Czajgucki J., Z., Jedność i integracja nauki o niezawodności obiektów technicznych, antropotechnicznych i socjotechnicznych, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, Zeszyt 2 (126), vol. 36 Instytut Technologii Eksploatacji, Radom 2001.
16. Dąbrowski Z., Rezonans nieliniowy jako symptom diagnostyczny, XXV Ogólnopolskie Sympozjum Diagnostyka Maszyn, Węgierska Górka 1998.
17. DeLanghe K., High Frequency Vibration: Contribution to Experimental and Computational SEA Parameter Identification Techniques, Katolicki Uniwersytet Leuven, 1996.
18. Engel Z., Ochrona środowiska przed drganiami i hałasem, PWN, Warszawa 1993.
19. Engel Z., Zasada wzajemności w układach technicznych, XVIIIth Symposium Vibrations in Physical Systems, Poznań-Błażejewko, 1998.
20. Giergiel J., Uhl T., Identyfikacja układów mechanicznych, PWN, Warszawa, 1990.
21. Gutowski R., Swietlicki W.A., Dynamika i drgania układów mechanicznych, PWN, Warszawa, 1986.
22. Juang J-N, State-Space System Realization with Input- and Output-Data Correlation, NASA Technical Paper 3622, Langley Research Center, Hampton,Virginia,1997.
23. Kaźmierczak H.: Modelowanie diagnostyczne maszyny jako układu transformującego energię. Kongres Diagnostyki Technicznej KDT'96 17-20 września 1996. Materiały t. II.
24. Kaźmierczak H., Uproszczona synteza złożonych układów izolacji drgań metodą podatności dynamicznej, Rozprawa Doktorska, Politechnika Poznańska, Poznań 1977.
25. Kaźmierczak H., Modelowanie energetyczne w identyfikacji diagnostycznej maszyn, IV Krajowa Konferencja „Diagnostyka Techniczna Urządzeń i Systemów” DIAG 98’, 14-18 września 1998, Szczecin - Międzyzdroje - Ystad, Tom 2, referaty zgłoszone.
26. Szacowanie przestrzennego rozkładu mocy obciążeń dynamicznych w systemie mechanicznym, Materiały Międzynarodowej Konferencji-Diagnostyka Maszyn Roboczych i Pojazdów, Bydgoszcz, 1999.
27. Kaźmierczak H., Analysis of the external load power distribution for vibration reduction, 7- th International Congress on Sound Vibration, Garmisch-Partenkirchen, 2000.
28. Kaźmierczak H., Holistyczny model rozpływu mocy obciążeń dynamicznych w systemach mechanicznych, II Międzynarodowy Kongres Diagnostyki Technicznej, Diagnostyka 2000, Warszawa.
29. Kaźmierczak H., Metoda analizy modalnej w zastosowaniu do modelu energetycznego systemu mechanicznego, Materiały z: Obchodów 70-lecia urodzin i 45-lecia pracy naukowej prof. dr hab. inż. Józefa Giergiela oraz V Szkoły Analizy Modalnej, Kraków 2000.
30. Kaźmierczak H., The energy propagation in mechanical systems, XIX Symposium Vibrations in Physical Systems, Poznań- Błażejewko 2000.
31. Kaźmierczak H., Analiza miar destrukcji w systemie mechanicznym, XXVII Ogólnopolskie Sympozjum. Diagnostyka Maszyn, Węgierska Górka 2000.
32. Kaźmierczak H., Model rozpływu energii w systemach mechanicznych, Diagnostyka, vol. 23. 2000. Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej, Wydział Nauk Technicznych Polskiej Akademii Nauk. 1000 Otwarte Seminarium Zakładu Dynamiki i Wibroakustyki Systemów Politechniki Poznańskiej, Poznań 2000.
33. Kaźmierczak H., Dynamic load power distribution in mechanical systems, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn Z. 3(127) vol. 36, 2001.
34. Kaźmierczak H., Analiza rozkładu mocy obciążeń dynamicznych w systemach mechanicznych. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2001, Rozprawy 363.
35. Kiciński J., Analiza komputerowa w diagnostyce technicznej maszyn, Kongres Diagnostyki Technicznej KTD 96 Gdańsk - materiały , tom I str. 93-122 Gdańsk 1996.
36. Kocańda S., Szala J., Podstawy obliczeń zmęczeniowych, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, 1997.
37. Michalski R., Niziński S., Żółtowski B., Diagnostyka maszyn rolniczych, Kongres Diagnostyki Technicznej KTD 96 Gdańsk - materiały , tom I str. 129-154 Gdańsk 1996.
39. Osiński Z., Tłumienie drgań, PWN, Warszawa 1997.
40. Osiński Z., Radkowski S., Rozpoznawanie uszkodzeń jako element niezawodnościowo-zorientowanej obsługi maszyny, XXVII Ogólnopolskie Sympozjum Diagnostyka Maszyn, Węgierska Górka 2000.
41. Pabis S., Metodologia i metody nauk empirycznych, PWN, Warszawa 1985.
42. Szala J., Zmęczeniowe pękanie materiałów i konstrukcji - rozwój nauki i zastosowań praktycznych, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, z 2 (126) , vol. 36, Instytut Technologii Eksploatacji, Radom 2001.
43. Szala J., Szala G., Dwuparametryczne charakterystyki zmęczeniowe - sformułowanie problemu, Problemy Eksploatacji Nr 3/2001(42), Instytut Technologii Eksploatacji, Radom 2001.
44. Tabaszewski M., Cempel C., - Próba uwzględnienia niestacjonarności i nieliniowości w procesorze energii jako modelu ewolucji stanu maszyny, XXIII Ogólnopolskie Sympozjum Diagnostyka Maszyn Węgierska Górka 1996 - materiały, zeszyt 2 str. 64-72.
45. Uhl T., Lisowski W., Orłowski Z., Gałka T., Zastosowanie analizy modalnej do diagnozowania stanu maszyn. I Szkoła „Analiza modalna i jej zastosowania”, Kraków 1995.
46. Uhl T., Lisowski W., Praktyczne problemy analizy modalnej konstrukcji, AGH Kraków 1996.
47. Uhl T. Komputerowo wspomagana identyfikacja modeli konstrukcji mechanicznych, WNT, Warszawa 1997.
48. Uhl T., Lisowski W., Eksploatacyjna analiza modalna i jej zastosowanie, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków 1999.
49. Wegner T.M., Metody energetyczne w wytrzymałości materiałów. Hipoteza wytrzymałościowa stateczności równowagi wewnętrznej, Wydawnictwa Politechniki Poznańskiej, Poznań 1999.
50. Zielnica J., Wytrzymałość materiałów, Wydawnictwa Politechniki Poznańskiej, 2001.
51. Zółtowski B., Podstawy diagnostyki maszyn, ATR Bydgoszcz, 1996.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BAR0-0017-0040