Analysis and synthesis of the structural system dimensional deviations

• Autorzy: Urbańska-Galewska E.

Warianty tytułu

PL

Analiza i synteza odchyłek wymiarowych układu konstrukcyjnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Incorrect methods of permitted dimensional deviation defining and even their shortage can cause difficulties on size. There are selected dimensions in every structural system, called Assembly Co-ordination Dimensions (ACD). Dimensional deviations of ACD are responsible for the resulting geometry of the constructed structure. These dimensions are the components of the closed dimensional chains described with the assembly loop equations. Applying the ACD tolerances analysis and synthesis methods allow for proper tolerances selection to meet the assembly requirements. Deterministic and probabilistic methods of tolerance analysis have been presented. Rules for tolerance allocation have to be defined to apply tolerance synthesis. The criterion of minimum ACD production costs has been chosen as the criteria of tolerance tightening. The problem of nonlinear discrete optimisation has been formulated. The method of the problem solution has been presented.

PL

Błędne zasady określania dopuszczalnych odchyłek wymiarowych stalowych elementów konstrukcyjnych lub wręcz ich brak często powodują trudności w czasie montażu konstrukcji. W każdym układzie konstrukcyjnym można wyróżnić tzw. Koordynacyjne Wymiary Montażowe (KWM). Odchyłki wymiarowe (tolerancje) KWM decydują o zachowaniu poprawnej geometrii ustroju budowlanego po jego zmontowaniu na placu budowy. KWM tworzą zamknięte ciągi wymiarowe, które można opisać równaniami pętli montażowych. Zastosowanie metod analizy i syntezy tolerancji KWM pozwala na właściwy dobór tychże tolerancji, tak aby spełniać ograniczenia montażowe. W artykule przedstawiono deterministyczne i probabilistyczne metody analizy tolerancji KWM. Zastosowanie syntezy odchyłek wymiarowych wymaga określenia zasad doboru tolerancji. Jako kryterium zacieśniania tolerancji przyjęto kryterium wytwarzania KWM. Sformułowano problem nieliniowej optymalizacji dyskretnej. Przedstawiono metodę rozwiązania zagadnienia.

Słowa kluczowe

EN

dimensional tolerances; tolerance analysis; tolerance synthesis; production costs optimisation

PL

układ konstrukcyjny; odchyłka wymiarowa; element stalowy; synteza odchyłek; analiza odchyłek; dobór tolerancji

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 51, nr 2
• Strony: 233--252
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., il.

Twórcy

autor

Urbańska-Galewska E.

• Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdańsk University of Technology, Gdańsk, Poland

Bibliografia

• 1. PN-B-06200:1997. Steel structures in building. Constructional steelwork specification. Basic requirements.
• 2. ENV 1090-1: 1996. Execution of steel structures. Part 1. General rules for buildings.
• 3. BS 5950-2: 2001. Structural use of steelwork in building.
• 4. PN-ISO 3443-3 Tolerances for building - Part 3. Procedures for selecting target size and predicting fit.
• 5. PN-ISO 3443-4 Tolerances for building - Part 4: Methods for predicting deviations of assemblies and allocations of tolerances.
• 6. E. URBAŃSKA-GALEWSKA, Analysis of the assembly tolerances at the frame structure, Proceedings of the 19th Czech and Slovak International Conference "Steel Structures and Bridges 2000", 449-454, Strbske Pleso, Vysoke Tatry, Slovenska Republika, September 27-30, 2000.
• 7. E. URBAŃSKA-GALEWSKA, On need of specifying tolerances in steel structures drawings [in Polish, Inżynieria i Budownictwo, 6, 346-348, 2001.
• 8. A. BIEGUS, Limit load capacity of the end plate bolted connections with geometrical imperfections [in Polish], Publishing House of the Wrocław University of Technology, Wrocław 1998.
• 9. E. URBAŃSKA-GALEWSKA, Analysis of effects of geometrical imperfections on work of a framed structures [in Polish], Scientific Papers of the Gdańsk University of Technology, No. 368, Civ. Eng., 39, 47-65, 1984.
• 10. E. URBAŃSKA-GALEWSKA, Analysis and synthesis of dimensional tolerances of frame structures [in Polish], XLIX Scientific Conference KIL i W PAN & KN PZITB, Vol.2, 253-260, Krynica 2003.
• 11. S. BlAŁAS, Technical metrology with tolerance basis of the geometrical values for mechanicians [in Polish], Publishing House of the Warsaw University of Technology. Warszawa 1999.
• 12. K. W. CHASE, W. H. GREENWOOD, Design issues in mechanical tolerance analysis. Manufacturing Review, ASME, 1, 1, 50-59, 1988.
• 13. K. W. CHASE, A. R. PARKINSON , A survey of research in the application of tolerance analysis to the design of mechanical assemblies. Research in engineering design, 3, 23-37, 1991.
• 14. J. JEZlERSKl, Tolerance analysis and measurements inaccuracy at machine building [in Polish], WNT, Warszawa 1994.
• 15. W. H. GREENWOOD, K. W. CHASE, A new tolerance analysis method for designers and manufacturers. ASME, Joumal of engineering for industry, 109, 112-116, 1987.
• 16. W. H. GREENWOOD, K. W. CHASE, Worst case tolerance analysis with nonlinear problems, ASME, Journal of engineering for industry, 110, 232-235, 1988.
• 17. W. H. GREENWOOD, K. W. CHASE, Root sum squares tolerance analysis with nonlinear problems, ASME, Joumal of engineering for industry, 112, 382-384, 1990.
• 18. F. H. SPECKHART, Calculation of tolerance based on a minimum cost approach, Transactions of ASME, Journal of Engineering for Industry, 94, 447-453, 1972.
• 19. G. H. SUTHERLAND, B. ROTH, Mechanism Design: Accounting for manufacturing tolerances and costs in function generating problems, Journal of Engineering for Industry, 283-286, 1975.
• 20. M. F. SPOTTS, Allocation of tolerances to minimize cost of assembly, Transactions of ASME, Journal of Engineering for Industry, 95, 762-764, 1973.
• 21. J. R. HE, Tolerancing for manufacturing via cost minimization, International Journal of Machining Tools for Manufacturing, 31, 4, 455-470, 1991.
• 22. Z. DONG, W. Hu, D. XUE, New production cost-tolerance madels for tolerance synthesis, Transactions of ASME, Journal of Engineering for Industry, 116, 199-206, 1994.
• 23. E. URBAŃSKA-GALEWSKA, Dimensional accuracy as the optimisation criterion, Workshop: Advanced mechanics of urban structures, September 25-26, 2003, edited by Centre for Urban Construction and Rehabilitation, 157-160, Gdańsk 2003.
• 24. PN-EN 10029: 1999, Hot - rolled steel plates 3 mm thick or above - Tolerances on dimensions, shape and mass.
• 25. PN-EN 10034: 1996, Structural steel I and H sections - Tolerances on shape and dimensions.
• 26. PN-EN ISO 13920: 2000, Welding - General tolerances for welded constructions - Dimensions for lengths and angles - Shape and position.