Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Derivation of equations of motion and supplementary natural boundary conditions for a slender single column subjected to Euler’s load using Hamilton’s principle

Kuliński Krzysztof

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2023

|

Z. 29 (179)

61--66

EN

In this paper the derivation process of motion equations and boundary conditions for a slender mechanical system on the basis of Hamilton’s principle is presented. In order to apply the Hamilton’s principle, first of all it is necessary to define appropriate general variables that describe the motion of the considered system. In the case of slender mechanical systems, natural coordinates are usually used, which are well suited to the system geometry and its motional characteristics. Based on Hamilton's principle, an appropriate action functional is constructed, which is the Lagrangian integral covering the appropriate general variables and time. The Lagrangian describes the well-known difference between the kinetic and potential energy of a system. A step by step derivation of a motion equation and supplementary natural boundary conditions in regard to an example of a slender clamped-free column subjected to Euler’s load is discussed. The obtained equation with a set of geometrical and natural boundary conditions gives the possibility to thoroughly analyse both analytically or numerically system dynamics and/or static response. Despite that the discussed method is time consuming and requires advanced mathematical techniques, it makes it possible to obtain exact or approximate motion equations even for complex problems, what can be difficult or even impossible to achieve using other known methods.

PL

Przedstawiono proces wyprowadzania rownań ruchu i naturalnych warunkow brzegowych smukłego układu mechanicznego na podstawie zasady Hamiltona. Aby zastosować zasadę Hamiltona, należy przede wszystkim zdefiniować odpowiednie zmienne ogolne opisujące ruch rozpatrywanego układu. W przypadku smukłych układow mechanicznych stosuje się zwykle tzw. wspołrzędne naturalne, ktore są dobrze dopasowane do geometrii układu i jego charakterystyk ruchu. Wykorzystując zasadę Hamiltona, konstruuje się odpowiedni funkcjonał ruchu, ktorym jest całka Lagrange’a smukłego układu po odpowiednich zmiennych ogolnych i czasie. Lagranżjan opisuje dobrze znaną rożnicę między energią kinetyczną i potencjalną układu. W pracy przedstawiono proces krok po kroku wyprowadzania rownania ruchu i uzupełniających naturalnych warunkow brzegowych w odniesieniu do smukłego słupa o jednym końcu utwierdzonym, a drugim wolnym, ktory to poddany jest obciążeniu Eulera. Otrzymane rownanie wraz ze zbiorem geometrycznych i naturalnych warunków brzegowych daje możliwość dokładnej analizy analitycznej lub numerycznej odpowiedzi dynamicznej i/lub statycznej układu. Pomimo tego, że omawiana metoda jest czasochłonna i wymaga zaawansowanych technik matematycznych, pozwala ona na uzyskanie dokładnych lub przybliżonych rownań ruchu nawet dla złożonych problemow, co przy innych znanych metodach może być trudne lub wręcz niemożliwe do osiągnięcia.

2

Influence of the specific load on stability and vibrations of the multimember column with internal cracks

Sokół Krzysztof, Kuliński Krzysztof

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 4

art. no. e146408

EN

Slender systems are mostly studied when Euler’s load or follower load is considered. The use of those types of external loads results in well-known divergence or flutter shape of the characteristic curve. In this study, one takes into account the specific load which allows one to obtain an interesting divergence – pseudo flutter shape of characteristic curves on the external load–vibration frequency plane. The curves can change inclination angle as well as one can observe the change in vibration modes along them. The shape of those curves depends not only on the parameters of the slender system but also on loading heads that induce the specific load. In this study, one considers the slender multimember system in which cracks are present and weaken the host structure. The results of theoretical as well as numerical simulations are focused on the influence of the parameters of the loading heads on vibrations, stability, and loading capacity of the investigated system as well as on the possibility of partial reduction of unwanted crack effect.

3

Frequency Response Testing of Zero-Sequence Current Transformers for Mining Ground Fault Protection Relays

Kuliński Krzysztof, Heyduk Adam

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2020

|

Vol. 66, No. 4

701--705

EN

In Polish coal mining, medium voltage power distribution networks operate with an insulated neutral point. Zero-sequence current transformers are the basic sensors that generate input signals for earth-fault protection relays. In the literature, the problem of frequency response analysis of various types of current transformers has been examined many times, e.g. [1] [2], but not for zero-sequence current transformers so far. As part of the work, two types of zero-sequence current transformers in the range from 0.1 Hz to 100 kHz were tested. Both the change of the current ratio and the angular shift between the transformer secondary current and the total primary current were analyzed.

4

Reduction of the dynamic mechanical impact in Fert floors with rubber filling

Kuliński Krzysztof

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2019

|

Z. 25 (175)

105-110

EN

In this paper, a reduction in the dynamic mechanical impact in Fert ceiling blocks with rubber filling is discussed. The research is conducted with the use of numerical methods based on the Finite Element Method (FEM). In order to observe the mechanical wave propagation in the form of stress plots, ADINA software is used. The analysis is performed with the use of a dynamic explicit module. Three different configurations of Fert concrete blocks are analyzed: Fert 40, Fert 45 and Fert 60. It is assumed that each block is subjected to a dynamic compressive pressure load applied to the top surface. The boundary conditions applied to the blocks represent simplified support on the concrete joists. In order to check how the rubber filling changes the mechanical wave energy transfer, blocks with and without rubber filler are analyzed. Through the analysis, it is shown that the larger the block size with rubber filling, the higher the reduction of mechanical wave energy transfer. Owing to that, the height of the insulation layer could be reduced to keep the same acoustic insulation parameters. On the other hand, the proposed rubber fill raises the overall mass of the blocks, which may negatively affect the ceiling bearing capacity.

PL

Omówiono redukcję oddziaływań dynamicznych w stropach Fert z wypełnieniem gumowym. Badania prowadzono z wykorzystaniem metod numerycznych opartych o metodę elementów skończonych (MES). W celu zaobserwowania propagacji fali mechanicznej w postaci map naprężeń do analizy wybrano oprogramowanie ADINA. Analizę prowadzono z wykorzystaniem modułu analizy dynamicznej „Explicit”. Pod uwagę wzięto trzy rodzaje pustaków Fert, tj. Fert 40, Fert 45 oraz Fert 60. Każdy z analizowanych pustaków poddano dynamicznemu obciążeniu ciśnieniem, przyłożonym do górnej powierzchni i oddziałującym w kierunku dolnej powierzchni pustaka. Zastosowane warunki brzegowe opisują uproszczone zamocowanie pustaków na belkach stropowych. W celu sprawdzenia, jak gumowe wypełnienie pustaka zmienia przepływ energii mechanicznej, każdy z pustaków analizowano bez, a następnie z wypełnieniem. Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono, że im większy bloczek stropowy, a tym samym więcej wypełnienia gumowego, tym wyższa wartość redukcji oddziaływania dynamicznego. W związku z powyższym wysokość warstwy izolacyjnej może być zredukowana przy zachowaniu tych samych parametrów akustycznych stropu. Z drugiej strony, zaproponowane rozwiązanie pustaka z gumowym wypełnieniem zwiększa jego masę, co negatywnie wpływa na nośność stropu.

5

The influence of high-strength bolts stiffening on flange connection behaviour

Major Izabela, Kuliński Krzysztof, Major Maciej

Engineering Transactions

|

2019

|

Vol. 67, iss. 2

199--211

EN

Flange connections can commonly be seen in advertising board structures, which are subjected to wind loading. Depending on the structure’s geometry, additional torsion forces should be taken into account. In this paper the static behaviour of a flange connection with highstrength bolts under torsion load has been discussed. The numerical analysis concerns two cases: a flange connection subjected only to a high-strength bolts prestressing load and a flange connection subjected to both – bolts prestressing force and torsion moment. The stated boundary problem has been solved with the use of SolidWorks software. The obtained numerical results show good agreement with the analytical method.