Application of FKM calculation algorithm for determination of degree of utilization of a milk tank wall

• Autorzy: Lejman K. , Fedorczuk R.

Identyfikatory

DOI

10.1515/agriceng-2018-0034

Warianty tytułu

PL

Ocena przydatności algorytmu obliczeniowego FKM do wyznaczania stopnia wytężenia ścianki zbiornika na mleko

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of the paper was to determine the level of circumferential stress in a wall of an open milk tank and to assess the tank wall degree of utilization according to the FKM Guideline calculation algorithm - Analytical Strength Assessment of Components, Made of Steel Cast Iron and Aluminium Materials in Mechanical Engineering. (German: FKM - Forschungskuratorium für Maschinenbau). The stress level in the tank wall was determined based on analytical calculations and numerical method using the FEA - Finite Elements Analysis. Numerical calculations were made in FEMAP with NX NASTRAN Solver (NASTRAN - NASA Structure Analysis). Similar stress values were found using two independent calculation methods. The difference between obtained stress values does not exceed 2%. Based on the FKM algorithm, the safety factor j_ges = 1.4 and static capacity of the tank wall a_sk= 19.7% were calculated.

PL

Celem pracy było wyznaczenie naprężeń obwodowych występujących w ściance otwartego zbiornika na mleko oraz ocena stopnia wytężenia ścianki w oparciu o algorytm obliczeniowy FKM Guideline - Analytical Strength Assessment of Components, Made of Steel Cast Iron and Aluminium Materials in Mechanical Engineering, którego skrót (FKM) pochodzi od niemieckiej nazwy - Forschungskuratorium für Maschinenbau. Naprężenia wyznaczono w oparciu o obliczenia analityczne oraz obliczenia numeryczne z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych - MES. Obliczenia numeryczne wykonano w programie FEMAP z Solverem NX NASTRAN. Stwierdzono zbliżone wartości naprężeń przy zastosowaniu dwu niezależnych metod obliczeniowych. Różnica uzyskanych wartości naprężeń nie przekracza 2%. W oparciu o algorytm FKM obliczono współczynnik bezpieczeństwa j_ges =1,4 oraz wyznaczono statyczny stopień wytężenia ścianki zbiornika a_sk = 19,7%.

Słowa kluczowe

EN

milk; cooling tank; tank; degree of utilization; FKM Guideline; safety factor

PL

mleko; schładzalnik; zbiornik; wytężenie; przewodnik FKM; współczynnik bezpieczeństwa

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 22, No. 4
• Strony: 33--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lejman K.

• Institute of Agricultural Engineering, Wroclaw University of Environmental and Life Sciences

autor

Fedorczuk R.

• DeLaval Operations Sp. z o.o., Wrocław

Bibliografia

• Daniel, Z. (2010). Ocena montażu i eksploatacji urządzeń do schładzania mleka. Inżynieria Rolnicza 1(119), 145-150.
• DIN 18800-1. (2008). Steel Structures - Part 1: Design and Construction. German Institute for Standardization.
• DXO DeLaval (2018). Cooling Tanks. Materiały firmy DeLaval. Pozyskano z: http://delaval.in/-imageVaultFiles/id_31615/cf_5/DXO_A4_brochure.PDF, Dostęp: 2.07.2018.
• Dyrektywa Rady 92-46-EEC (1992) z 16 czerwca 1992 r. ustanawiająca zasady dotyczące warunków sanitarnych dla produkcji i wprowadzania na rynek mleka surowego, mleka pasteryzowanego i produktów mlecznych.
• EN 10088-2. (2014). Stainless steels - Part 2: Technical delivery conditions for sheet/plate and strip of corrosion resisting steels for general purposes.
• EN 1993-1-6 (2007). Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1- 6: Strength and stability of shell structures.
• Hobbacher, A.F. (2008). Recommendations for Fatigue Design of Welded Joints and Components. International Institute of Welding, doc. XIII-2151r4-07/XV-1254r4-07, Paris.
• ISO 5708. (1983). Refrigerated bulk milk tanks. International Standard, International Organisation for standardization.
• Jasińska, M., Łyczko, K., Dmytrów, I., Mituniewicz-Małek, A. (2011). Porównanie właściwości fizyko-chemicznych mleka krów żywionych systemem TMR w wybranych gospodarstwach regionu zachodniopomorskiego. Roczniki Naukowe Polskiego Towarzystwa Zootechnicznego, t. 7, nr 3, 75-84.
• Kurowski, R., Parszewski, Z. (1966). Zbiór zadań z wytrzymałości materiałów. PWN, Warszawa.
• Labocha, S., Skotny, Ł. (2014). Liniowa i nieliniowa analiza MES. Implementacja w programie FEMAP. GM System, Wrocław.
• NX Nastran User’s Guide. (2008). Siemens.
• Romaniuk, W.: Overby, T. (2004). Systemy utrzymania bydła. Poradnik. Praca zbiorowa. Instytut Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa, Duńskie Służby Doradztwa Rolniczego, Warszawa.
• Rennert, R., Kullig, E., Vormwald, M., Esderts, A., Siegele, D. (2012). FKM Guideline - Analytical Strength Assessment of Components, Made of Steel Cast Iron and Aluminium Materials in Mechanical Engineering, 6.th revised Edition, VDMA, Frankfurt am Main.
• Rusiński, E., Czmochowski, J., Smolnicki, T. (2000). Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• VDI2226. (1965). Recommendations for the stability calculation of metallic building components.
• Wächter, M., Müller, Ch., Esderts, A. (2017). Angewandter Festigkeitsnachweis nach FKMRichtlinie. Springer Vieweg, Wiesbaden.
• Wiercioch, M., Krzyś, A., Deneszewska-Szymiczek, E. (2010). Wpływ wielkości stada krów oraz wyposażenia technicznego wybranych agrosystemów mleczarskich na jakość higieniczną mleka surowego. Inżynieria Rolnicza 2(120), 265-270.
• Zienkiewicz, O.C. (1972). Metoda Elementów Skończonych. Arkady, Warszawa.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).