This paper describes strength evaluation for D4CS4 FA20.25 bracket, mounted in tractors of the URSUS Company. The analysis was based on stress modelling, supported by the finite element method (FEM). It was assumed in the model that the studied element was made of ductile cast iron and subject to three forces at three support points. Stress distribution simulations were run for various boundary conditions in order to identify the areas most exposed to cracking hazards. On this basis, engineering changes were introduced to increase the mechanical strength of the bracket with maximum cost-effectiveness of its production.
PL
W artykule opisano analizę wytrzymałościową wspornika D4CS4 FA20.25 montowanego w ciągnikach firmy URSUS. Analizę przeprowadzono w oparciu o modelowania naprężeń metodą elementów skończonych (MES). W modelu założono, że element badany jest wykonany z żeliwa sferoidalnego, który był obciążony trzema siłami w trzech punktach podparcia. Przeprowadzono symulacje rozkładu naprężeń dla różnych warunków brzegowych w celu wyodrębnienia obszarów najbardziej narażonych na pękanie. Na tej podstawie wprowadzono zmiany konstrukcyjne, zwiększające wytrzymałość wspornika przy minimalizacji kosztów jego wykonania.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper deals with numerical analysis of the DCB test configuration together with the data reduction scheme described in the ASTM D 5528 Standard for determination of the mode I fracture toughness in case of the laminated composites with mechanical couplings. The numerical analysis based on the FEM approach was performed with the Abaqus software exploiting the VCCT technique. The results show, that the distribution of the Strain Energy Release Rate can be asymmetric and that mode mixity can occur. A need for mode separation procedures and appropriate data reduction schemes has been revealed.
W pracy zbudowano model numeryczny belki wspornikowej z uszkodzeniem i bez uszkodzenia oraz wyznaczono ichczęstości własne dla zadanych charakterystyk mate-riałowych. Następnie przeprowadzono badania na fizycznym obiekcie przy użyciu wibrometru laserowego PSV-500 firmy Polytec. Otrzymane rezultaty doświadczalne porównano z wynikami obliczeń nume-rycznych stosując metody analizy sygnału oparte na wykresach płaszczyzny fazowej.
EN
This paper focuses on analysis of damage detection cantilever beam. Finite Element Method was used to simulate vibrations of the intact and the damaged beams. Analysis of natural frequencies of both the intact and the damaged beams was performed in order to observe the effect of damage on the beams dynamics. Next, the phase diagrams technique was applied andfinally, experimental verification was performed to check the numerical results.
The paper deals with numerical strength analysis of the load-bearing structure of an industrial robot’s head used for palletization of sacks. The calculations were performed with the Finite Element Method (FEM), enabling reconstruction of the real service conditions in the process of palletization. It was assumed, that the head was adapted to lay two sacks of maximal dimensions 800x500x140mm and a mass of up to 50 kg at a time. The currently exploited palletizing heads are heavy, which essentially increases the costs of the palletization process. The aim of the study was a numerical analysis of the existing head of the palletizing robot, leading to design of a structure having optimized maintenance parameters. The conducted research on decreasing the mass of the palletizing robot’s head are important because of the industrial robot’s load-bearing capacity, its effectiveness and the costs of the palletization process.
PL
W prezentowanej pracy zajęto się numeryczną analizą wytrzymałościową ustroju nośnego głowicy robota przemysłowego, która służy do paletyzacji worków. Obliczenia prowadzono z zastosowaniem metody elementów skończonych, umożliwiającej odwzorowanie rzeczywistych warunków eksploatacyjnych pracy robota w procesie paletyzacji. W obliczeniach przyjęto, że głowica jest przystosowana do układania dwóch worków jednocześnie o maksymalnych wymiarach gabarytowych: 800mm, 500mm, 140mm oraz masie do 50 kg. Stosowane obecnie głowice paletyzujące są ciężkie, co znacznie podnosi koszty procesu paletyzacji. Celem pracy była analiza numeryczna istniejącej głowicy robota paletyzującego, na podstawie której możliwe będzie zaprojektowanie konstrukcji o zoptymalizowanych parametrach eksploatacyjnych. Prowadzone prace nad redukcją masy własnej głowicy robota paletyzującego są istotne ze względu na nośność robota przemysłowego, wydajność oraz koszt procesu paletyzacji.
This paper focuses on analysis of damage influence on dynamical behaviour of beams. Finite Element Method was used to simulate vibrations of beams under three variants of boundary conditions: a cantilever beam, a simply- supported beam and a symmetrically clamped beam. Analysis of natural frequencies of both intact and damaged beams was performed in order to observe the effect of damage on the beams dynamics. Next, recurrence plot technique was applied. Finally, experimental verification is performed to check the numerical results.
PL
W pracy zaprezentowano analizę wpływu uszkodzenia na dynamiczne zachowanie belek. Do symulacji numerycznych użyto Metody Elementów Skończonych gdzie analizowano trzy warianty zamocowania belek: jednostronne utwierdzenie, swobodne podparcie i obustronne utwierdzenie. Przeprowadzono analizę częstości drgań własnych belki nieuszkodzonej i uszkodzonej a następnie zastosowano metodę wykresów rekurencyjnych aby zaobserwować różnice w ich zachowaniu dynamicznym. W ostatnim etapie przeprowadzono weryfikację eksperymentalną uzyskanych wyników symulacji.
W pracy przedstawiono wyniki obliczeń wytrzymałościowych MES masztu wirnika nośnego wiatrakowca. Analiza została przeprowadzona za pomocą narzędzia obliczeniowego ABAQUS_CAE. Wykonane obliczenia umożliwiły przedstawienie map rozkładu naprężeń, wartości przemieszczenia masztu, kąta skręcenia w trakcie prerotacji naziemnej. Analizom poddano maszt głowicy wiatrakowca I-28 wariant B, wykonywanego w Instytucie Lotnictwa w ramach projektu „Technologia wdrożenia do praktyki gospodarczej nowego typu wiropłatowego statku powietrznego”. W modelu obliczeniowym masztu uwzględniono pracę antywibratora gumowego.
EN
This article is about finite element method strength analysis of a gyroplane rotor head's mast. The studies were made in computational program ABAQUS_CAE. The analysis of numeric research results showed: reduced stress maps, mast's axis displacement values, mast's torsional angle at manoeuvre of ground prerotation. The object of the study is I-28 autogiro's mast, which was made in the Institute of Aviation in the framework of the project "Technologia wdrożenia do praktyki gospodarczej nowego typu wiropłatowego statku powietrznego". Rubber anti-vibrator work was taken into account in the computional model of the mast.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper deals with the influence of delamination on mechanical characteristics of a composite cantilever beam. The main goal of the performed Finite Element Analysis (FEA) was to recognize the general nature of damage influence on the composite structure’ properties by extraction of eigenfrequencies and eigenmodes. The two main geometrical parameters, i.e. the size and location of a delaminated zone were taken into account. In addition, a simple analysis of the friction coefficient on the beam dynamics was performed. The numerical simulations were done in the ABAQUS/CAE commercial software environment. The models contained a single local delamination with appropriate contact definition. The defect length changed from 10 to 100% of the overall beam length. The results obtained for two different sequences of plies show the significant effect of delamination on the composite structure mechanical properties. In particular, the location of the delaminated zone had a non-uniform influence on the decrease in subsequent eigenfrequencies, which in some cases could help to avoid resonance. In the paper, analysis of the numerical results concentrated on the first five eigenmodes and on small and moderate-sized defects. The importance of other factors, e.g. friction coefficient or boundary conditions, as well as prospective experimental verification of the numerical results were also considered. In the performed analyses, glass-epoxy material data were used.
PL
W pracy omówiono wpływ delaminacji na charakterystyki mechaniczne kompozytowej belki wspornikowej. Głównym celem analizy przeprowadzonej metodą elementów skończonych (MES) było rozpoznanie ogólnej natury wpływu uszkodzenia na właściwości ustroju kompozytowego poprzez wyznaczenie częstości i postaci drgań własnych. Pod uwagę wzięto dwa główne parametry geometryczne, tzn. rozmiar i położenie rozwarstwionego obszaru. Ponadto przeprowadzono uproszczoną analizę wpływu współczynnika tarcia na dynamikę belki kompozytowej. Symulacje wykonano w komercyjnym środowisku obliczeniowym ABAQUS/CAE. Modele zawierały pojedynczą lokalną delaminację ze zdefiniowanymi warunkami kontaktu. Długość defektu zmieniano w zakresie od 10 do 100% całkowitej długości belki. Wyniki otrzymane dla dwu różnych układów warstw wykazały znaczący wpływ delaminacji na właściwości mechaniczne badanego ustroju kompozytowego. W szczególności położenie zdelaminowanego obszaru miało niejednostajny wpływ na zmniejszenie kolejnych częstości drgań własnych, co w niektórych przypadkach może być pomocne w uniknięciu rezonansu. W artykule analiza wyników numerycznych została ograniczona do pierwszych pięciu postaci własnych, przy małych i średnich rozmiarach defektu. Rozważono znaczenie innych parametrów, takich jak wartość współczynnika tarcia, lub wpływ warunków brzegowych, jak również przewidziano weryfikację doświadczalną otrzymanych wyników. W przeprowadzonych analizach używano danych materiałowych dla kompozytu szklano-epoksydowego.
Ogromny rozwój kolei nastąpił w drugiej połowie XIX w. i początku XX w. Przyczyną tego było otwarcie w 1825 r. pierwszej linii kolejowej w Anglii ze Stockton do Darlington, a następnie z Liverpool do Manchester [6]. Rozwój gospodarczy w znacznym stopniu zależy od sprawnego systemu transportowego, który powinien umożliwiać niezawodny, bezpieczny i efektywny przewóz towarów zarówno w ruchu krajowym, jak i międzynarodowym [7].
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The problem of modelling of middle ear auditory chain functioning is still very difficult to be made precisely in comparison with the real ossicles’ behaviour observed experimentally. The main reason for this is geometrical complexity and a number of material characteristics of the ossicles themselves. Here, FEM is engaged to model human middle ear work because this method allows for reconfiguring of complex auditory chain geometry, various material models etc. and provides good accuracy.
In this work, the geometrically nonlinear vibrations of composite beams subjected to harmonic loading and thermal changes are used to study the sensitivity of selected vibration response parameters to the presence of damage (delamination). The damage detection criterion formulated earlier for non-heated plates, based on analysing the points in the Poincaré sections of the damaged and healthy plate, is modified and tested for the case of beams additionally subjected to elevated temperatures. The mportance of the actual temperature in the process of damage detection is shown.
PL
W niniejszej pracy omówiono wykorzystanie drgań nieliniowych belek kompozytowych, poddanych wymuszeniom harmonicznym i obciążeniom cieplnym, do celów wykrywania uszkodzenia (delaminacji). Przestudiowano czułość wybranych parametrów opisujących dynamiczną odpowiedź układu na obecność wady w strukturze. Kryterium uszkodzenia, sformułowane we wcześniejszych pracach autorów dla niepodgrzewanych płyt, oparte na porównywaniu map Poincaré dla płyty zdrowej oraz uszkodzonej, zostało zmodyfikowane i przetestowane na strukturach belkowych. W modelach numerycznych belek zastosowano dodatkowo działanie podwyższonej temperatury. Pokazano w ten sposób istotne znaczenie temperatury na proces wykrywania uszkodzenia. Zaprezentowano także pierwsze wyniki badań doświadczalnych.
W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych tworzyw ceramicznych (MgO i Al203) o porowatości od 3.3 do 38%. Przeprowadzono jednoosiowe ściskanie próbek walcowych. Procedurę obciążania-odciążania-dociążania prowadzono aż do zniszczenia próbek. Na podstawie analizy odkształceń wyznaczono bieżące wartości cech wytrzymałościowych (moduły Younga. współczynniki Poissona) i oceniono stan anizotropowego uszkodzenia poprzez wyznaczenie stanu odkształceń trwałych przy wielokrotnym odciążaniu materiału. Strukturę ceramiki scharakteryzowano poprzez obserwacje mikroskopowa (SME). Wyznaczono odporność na kruche pękanie materiału za pomocą prób trój punktowego zginania beleczek z karbem.
EN
This article presents the outcomes of experiments on ceramics with porosity from 3.3 to 38%. Cylindrical samples of MgO and A1;03 were loaded in compression. The loading-unloading-reloading procedure was conducted until rupture. On the basis of strain analysis the values of the mechanical characteristics were estimated (Young moduli, Poisson coefficients). Damage state was evaluated by estimation of permanent strains after multiple unloading of ceramic samples. Material structure was characterized by microscopic observations (SEM). Three point bending tests gave relations between porosity and fracture toughness for alumina and for magnesia.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych porowatej ceramiki poddawanej jednoosiowemu ściskaniu. Próbki korundowe o porowatości do ok. 30% obciążano osiowo, następnie odciążano {ponownie obciążano z pewny m przyrostem obciążenia. Proces zatrzymywano w momencie zniszczenia próbki. Próby pozwoliły na określenie w przybliżeniu wpływu porowatości na początkowe stale sprężyste a także na zmiany właściwości mechanicznych ceramiki związane z rozwojem uszkodzenia.
EN
The paper deals with the experimental method of the mechanical properties estimation at the begining of deformation process (elastic behaviour) of the material as well as during the whole deformation stages. The idea of the method results from the observation of the unloading process of the material and analysis of the transversal strain stage.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono propozycję opisu wzrostu pęknięć w materiałach ceramicznych zawierających mikropory. Szczególną uwagę poświęcono zagadnieniom inicjacji pęknięć powodowanej obecnością porów. Analizy oparto na danych materiałowych i wynikach eksperymentalnych dla Al2O5 Wyznaczono krzywe zależności współczynnika energii uwalnianej od zawartości porów oraz kąta propagacji pęknięcia.
EN
In the paper a tentatine description of crack propagation in ceramic materials with pores was presented. Special Mention was given to questions of pore-induced crack initiation. Analyses were done according to material data and experimental results for Alft\. The relation of energy release rate vs. porosity and an angle of crack propagation was established.
In the paper two types of porosity were considered: distributed inside grains and along grain boundaries. The pores distributed along grain boundary lead to significant crack resistance reduction in that part of the materiał. These b-cal weakening places create preferential conditions for microcracks growth, which are responsible for internal damage process in macroscale. The proposed theory was illustrated by uniaxial compression loading process of polycrystalline MgO sample.
PL
W pracy rozważono dwa rodzaje porowatości: wewnątrz-ziarnową i między-ziarnową. Pory rozsiane wzdłuż granic ziaren polikryształu powodują znaczny spadek odporności materiału na pękanie w miejscu ich występowania. Stwarzają one bowiem dogodne warunki dla rozwoju mikropęknięć, odpowiedzialnych za wewnętrzny proces uszkodzenia widziany w skali globalnej. Zaproponowany model teoretyczny zobrazowano przez proces jednoosiowego ściskania próbki polikrystalicznego tlenku magnezu (MgO).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.