Modelowanie dynamicznego oddziaływania płynu na ściany zbiornika wozu ratowniczo-gaśniczego

• Autorzy: Ciepielewski R. , Dybcio P. , Trzaska M. , Barnat W.

Warianty tytułu

EN

Modeling of dynamic liquid influence on walls of the firetruck tank

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pojazdy specjalne, do których zalicza się pojazdy strażackie, eksploatowane są w trudnych warunkach pracy, zależnych od wielu czynników zewnętrznych. Nowe rozwiązania konstrukcyjne specjalnych pojazdów strażackich bazują na dostępnych komercyjnie podwoziach (ramach głównych), a zabudowy i ich struktury nośne (ramy pomocnicze) są dostosowywane do założonych wymagań w procesie projektowania obejmującym numeryczne obliczenia wytrzymałościowe. Zgodnie z zaleceniami pojazdy strażackie powinny poruszać się ze zbiornikami całkowicie opróżnionymi lub maksymalnie wypełnionymi. Prowadzone ze strażakami rozmowy wykazują, że w praktyce pojazdy często przemieszczane są jedynie częściowo wypełnione. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki numerycznych obliczeń wytrzymałościowych ramy pomocniczej specjalnego pojazdu ErgoTruck, poddanego działaniu obciążeń wynikających z dynamiki zbiornika częściowo wypełnionego.

EN

This paper presents the process of modelling fluid interaction with rectangular tank of a firefighting vehicle using ALE FSI (Arbitrary Lagrangian-Eulerian Fluid-Structure Interaction) algorithm. Numerical model was prepared using geometry of a tank. The tank is attached to the frame of the vehicle through a sub-frame. Both the sub-frame, frame and the tank were modelled using Langrange elements while fluid was modelled using Euler elements. The coupling was provided by the algorithm implemented in the LS-DYNA software. Steel structure of the main and sub-frame was described using isotropic elastic plastic constitutive model. The composite tank had the properties of elastic, orthotropic material. In numerical studies, emergency braking of the vehicle was considered. It is causing dynamic interaction of the liquid on the tank. The purpose of the tests was to investigate the influence of buffers inside the tank on the distribution of forces at fixing points to the main frame. The case of half full tank was chosen as it is one of the most dangerous for the crew during action. Forces transferred by the tank supports in time to the suspension elements of the vehicle were recorded. Collected load profiles were used for strength analysis of tank body and frame of the vehicle. The final stage of the work was a comparative analysis of the effectiveness of reducing the dynamic impact of the contents of the tank on its walls for four different configurations of internal buffers.

Słowa kluczowe

PL

falowanie wody; obciążenie dynamiczne ramy; metoda elementów skończonych

EN

fluid interaction; dynamic load; finite element method

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 37, nr 68
• Strony: 11--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Ciepielewski R.

autor

Dybcio P.

autor

Trzaska M.

autor

Barnat W.

• Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wydział Mechaniczny Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie

Bibliografia

• 1. Altair HyperWorks: http://www.altairhyperworks.com, z dnia 15.02.2017.
• 2. Biegus A.: Połączenia śrubowe. Warszawa: Wyd. Nauk. PWN, 1999
• 3. Bijak-Żochowski M., Dietrich M., Kacperski T. i in.: Podstawy konstrukcji maszyn. T 2. Warszawa: WNT, 1999.
• 4. Eurocargo IVECO ML 150 E 25/28 WS: http://ibb.iveco.com/Commercial%20Sheets/Poland%2F EUROCARGO%20MY2008%20Euro%20VI%20wersje%20K%20i%204x4%2fML150E_25_28_WS_E6.pdf, z dnia 20.03.2017.ContiTech MEGI® Cones nr 786 026 S1: http://www.contitechmegi.com/download/catalog/megi_ katalog_english.pdf, z dnia 15.03.2017
• 5. Pietrusiak D.: Evaluation of large-scale load-carrying structures of machines with the application of the dynamic effects factor. „Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” 2017, 19 (4), p. 542–551.
• 6. Prochowski L., Zielonka K.: Analiza zagrożenia przewróceniem się autobusu piętrowego podczas omijania przeszkody (ujęcie analityczne i symulacja komputerowa). „Maintenance and Reliability” 2014, 16 (4), p. 507-517.
• 7. Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T.: Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych. Wrocław: Ofic. Wyd. Pol. Wrocł., 2000.
• 8. Rusiński E.: Zasady projektowania konstrukcji nośnych pojazdów samochodowych. Wrocław: Ofic. Wyd. Pol. Wrocł., 2002.

Uwagi

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