Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Finite element analysis on prosthetic leg under different loads and flexion angles for medical applications

Konada Naresh Kumar, Koka Naga Sai Suman

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2022

|

Vol. 6, No 2

1--12

EN

Prosthetic legs are mainly used to perform leg amputations more easily and sometimes the appearance is similar to a real leg. Different types of legs have been developed in recent days to be used in specific fields like running, cycling in sports and normal walking. The selection of materials and load bearing capacity of a leg determines its usage for any field of application. The behavior of prosthetic legs can be assessed properly by performing a finite element analysis on it with varying material properties and loads before it undergoes a designing and manufacturing stage. In the current study, Al alloy, Ti alloy, unidirectional Carbon fiber epoxy (UDCFE) and combined composite material which include (CF, UDCFE and Ti alloy) are used as materials for the prosthetic leg. A prosthetic leg model of C Type with its main parts being the sleeve, the rod and the base foot was designed initially by using the Solid Works 2010 software and the assembled file was imported to Ansys Workbench 2020 to perform a static and fatigue analysis. The static analysis was performed under four different load conditions, i.e. 60 kg, 70 kg, 80 kg and 90 kg, considering the different human weights of the body. A fatigue analysis was done by using the Soderberg method and applying a sinusoidal varying load for low cycle fatigue conditions. Theoretical calculations were also performed at various inclinations of foot 10°, 20°, and 30° with the ground and stresses were evaluated using finite element equations. The results obtained theoretically were compared with the analytical results. The best material which provided the lesser value of deformation and sustaining more loads with a lower value of the damage factor was selected for the design. Further experimental studies were suggested based on the results obtained from this work.

2

Design and analysis of cementless hip-joint system using functionally graded material

Asiri Saeed

Archive of Mechanical Engineering

|

2022

|

LXIX, nr 1

129--146

EN

Functionally Graded Materials (FGM) are extensively employed for hip plant component material due to their certain properties in a specific design to achieve the requirements of the hip-joint system. Nevertheless, if there are similar properties, it doesn’t necessarily indicate that the knee plant is efficiently and effectively working. Therefore, it is important to develop an ideal design of functionally graded material femoral components that can be used for a long period. A new ideal design of femoral prosthesis can be introduced using functionally graded fiber polymer (FGFP) which will reduce the stress shielding and the corresponding stresses present over the interface. Herein, modal analysis of the complete hip plant part is carried out, which is the main factor and to date, very few research studies have been found on it. Moreover, this enhances the life of hip replacement, and the modal, harmonic, and fatigue analysis determines the pre-loading failure phenomena due to the vibrational response of the hip. This study deals with the cementless hip plant applying the finite element analysis (FEA) model in which geometry is studied, and the femoral bone model is based in a 3D scan.

3

Fatigue assessment procedure for old riveted road bridges

Kużawa M., Kamiński T., Bień J.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 4

1259--1274

EN

The paper proposes a comprehensive, experimentally supported fatigue evaluation procedure dedicated to old riveted road bridges. The presented fatigue assessment of old riveted structures, very often of high historical value, is performed according to general assumptions of the Eurocodes [1], [2] and the European Recommendations for Estimation of Remaining Fatigue Life of Existing Steel Structures [3]. Essential input data used for estimation of the fatigue damage accumulation in critical bridge components as well as for prediction of residual lifetime of the whole structure is based on experimental vibration tests performed under real live loads. An original approach related to the experiment-based adaptation of the standardised fatigue loads [1], [2] to the individual operating conditions of each structure is proposed and defined in details. Its practical implementation is described in a case study of a typical historical 80-year-old road bridge crossing the Vistula River in Puławy in Poland. In the previous decades, the bridge despite of its advanced age and historical value was intensively exploited by heavy vehicles. Thus, taking into account the age of the structure and intensity of the traffic crossing the bridge the remaining fatigue resistance of the bridge critical members was evaluated by means of the proposed procedure.

4

Comparison of results of stress cycle counting by the direct spectral method and the Fu-Cebon method for bi-modal type stress processes

Kozień M. S., Smolarski D.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 2(114)

167--177

EN

This article compares the results of a high cycle fatigue analysis obtained through the application of the two methods dedicated to analysis of response of the structure of the bi-modal type – the direct spectral method and the Fu-Cebon one. The compared parameter is the lifetime for an assumed material S–N curve and stress spectrum defined in an article by Fu & Cebon.

PL

W artykule dokonano porównania rezultatów wysokocyklowych analiz zmęczeniowych wykonanych przy zastosowaniu dwu metod dedykowanych dla przypadków odpowiedzi struktury o charakterze dwumodalnym: metody spektralnej bezpośredniej i metody Fu-Cebona. Porównywaną wielkością był czas życia konstrukcji przy założonej postaci krzywej S–N materiału i zmienności naprężeń o charakterystyce wykorzystywanej w artykule Fu i Cebona.

5

Application of the direct spectral method to cycle identification for multiaxial stress in fatigue analysis

Kozień M. S., Smolarski D.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2016

|

Y. 113, iss. 5-M

53--61

EN

In the article, the means of application of the direct spectral method for the identification of the stress cycles for multiaxial stress is discussed. Two cases are analyzed. The first, when components of stress tensor are in phase, and the second, when they are shifted in phase. The second case is associated with the practical application for the crane wheel.

PL

W artykule przedstawiono sposób zastosowania metody spektralnej bezpośredniej do identyfikacji cykli naprężeń o charakterze wieloosiowym. Rozważane są dwa przypadki. Pierwszy, gdy składowe tensora naprężeń są zgodne w fazie i drugi, gdy są one przesunięte w fazie. Drugi przypadek jest związany z praktycznym zastosowaniem dla koła suwnicy.

6

Assessment of Durability of the Toothed Segment Based on FEM Analysis and Low Fatigue Cycle Test

Piekło J., Maj M., Żuczek R., Pysz S.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 4

113--118

EN

The development of a novel design for the toothed segment of drive transmission in longwall shearer is expected to significantly reduce the cost of individual components of the feed system and the related work of repair and renovations, increasing at the same time the safety of mine repair teams. The conducted experimental and numerical analysis of the state of stress and strain in the innovative design of the toothed segment has enabled estimating the maximum effort of the developed structure. Based on the results of fundamental mechanical studies of the cast L20HGSNM steel and fatigue tests combined with the numerical stress/strain analysis, the fatigue life curve was plotted for the examined casting of the rack.

7

Analiza statyczna oraz zmęczeniowa wału maszynowego z wpustem czółenkowym

Piotrowski M., Witek L.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2015

|

R. 22, nr 12

1235--1240, CD

PL

Praca przedstawia wyniki obliczeń statycznych oraz zmęczeniowych dotyczących wału maszynowego z wpustem czółenkowym. W pierwszej części pracy opisano poszczególne etapy tworzenia modelu numerycznego połączenia składającego się z wału, wpustu czółenkowego oraz fragmentu współpracującego koła zębatego. Następnie zdefiniowano warunki brzegowe, obciążenia oraz model materiału. W strefie styku wpustu z elementami współpracującymi zdefiniowano kontakt typu Coulomba. Wyniki analizy wykonanej przy użyciu metody elementów skończonych pozwoliły na ustalenie wpływu wybranych parametrów konstrukcyjnych wpustu czółenkowego oraz rowka pod wpust na poziom naprężeń w wale maszynowym. Określono również wpływ kształtu połączenia czółenkowego na wartość zmęczeniowego marginesu bezpieczeństwa dla wybranych przebiegów obciążeń nisko i wysokocyklowych w wale maszynowym. W ostatniej części pracy sformułowano wnioski końcowe o charakterze zarówno ilościowym jak również jakościowym.

EN

In this work the result of static and fatigue calculations of the Woodroff key were presented. This key is used in order to connect of the gear wheel and the shaft. In first step of the work, the analytical calculation was carried out, in order to obtain Woodruff key’s geometrical parameters. After that several numerical models with different geometry were made. As a result of numerical calculations the stress contours for the shaft, the Woodroff key and for the gear was performed. The influence of geometrical parameters of the joint on value of the stress concentration factor was additionally analyzed. In the last step of the work the fatigue safety margin was computed for the shaft with different geometrical parameters.

8

Analiza zmęczeniowa wciągarki suwnicy konsolowej z wykorzystaniem metody elementów skończonych

Śliwka J., Zielonka M.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2014

|

nr 1

85--96

PL

W artykule przedstawiono obliczenia zmęczeniowych współczynników bezpieczeństwa wciągarki dla różnych grup natężenia pracy. Obliczenia wciągarki poprzedzono rozpoznawczymi analizami prostych próbek z karbem.

EN

The article presents the calculation of the fatigue safety factors winches for different groups of work intensity. Calculations winch were preceded by exploratory analysis of simple specimens with notch.

9

Inicjowanie pęknięć zmęczeniowych w blachownicowych belkach podsuwnicowych

Rykaluk K., Hotała E.

Materiały Budowlane

|

2014

|

nr 5

84--86

PL

Cykliczne obciążenie użytkowe belek podsuwnicowych, w kierunku pionowymi poziomym,ma rolę dominującą w obciążeniu ogólnym. Przy nieuniknionym narażeniu górnej strefy przekroju belki na skręcanie już po kilku latach eksploatacji mogą pojawić się podłużne pęknięcia środnika pod pasem górnym. Taki typ karbu nie jest sklasyfikowany w normach europejskich. W artykule podano warunki wystarczającej wytrzymałości środnika na inicjowanie pęknięć zmęczeniowych niskocyklowych.

EN

The cyclic working load of crane beams in vertical and horizontal direction constitutes a dominant role in the total load. For an inevitable exposure to torsion of the upper portion of the crosssection, after few years of operation, the longitudinal cracks of the web adjacent to the upper flange might appear. This type of notch is not classified in the European standards. The conditions of required strength of the web due to low-cycle fatigue crack initiations are given herein.

10

Strength and fatigue numerical analysis of jointed-telescopic power take-off shaft

Kukiełka K., Patyk R., Kukiełka L., Bohdal Ł.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2014

|

Vol. 59, nr 1

77--82

EN

The aim of this work is to develop a numerical application to strength and fatigue numerical analysis of jointed-telescopic Power Take-Off shaft. Exemplary results for equivalent of stress in whole shaft and in a part of stress concentration are shown. Presented chart of changing of the number of the correct cycles operation of the PTO shaft depending on the torsional angle allows to predict a shaft life. From numerical analyses of process it follows that the numerically tested system can withstand the load associated with the vibration phenomena and is properly designed. Furthermore, it was found that the shaft at the maximum rotational operating speeds, is working at frequencies under resonance.

PL

Celem niniejszej pracy jest opracowanie aplikacji numerycznej do wytrzymałościowej i zmęczeniowej analizy numerycznej wału przegubowo-teleskopowego. Zamieszczono przykładowe wyniki dla naprężeń zredukowanych dla całego wałka oraz w miejscach ich koncentracji. Zaprezentowany wykres zależności liczby cykli pracy od kąta odchylenia widłaków pozwala na prognozowanie trwałości WPM. Z przeprowadzonych analiz numerycznych procesu wynika, że badany numerycznie układ wytrzymuje obciążenia związane ze zjawiskami drganiowymi i jest prawidłowo zaprojektowany. Ponadto, stwierdzono, że wał przy maksymalnych obrotowych prędkościach roboczych pracuje w częstotliwościach podrezonansowych.

11

The application of fuzzy logic in fatigue damage analysis

Muc A., Kędziora P.

Composites Theory and Practice

|

2014

|

R. 14, nr 1

60--63

EN

In this study, fatigue damage progress is analyzed both theoretically and experimentally. Cyclic loading causes damage, reducing the strength until the material can no longer sustain even service loading. The theoretical analysis is associated with the definition of the damage parameter. The experimental analysis is mainly devoted to the consideration of two structural elements, i.e. a rectangular composite plate (made of glass fibre/epoxy resin) with a centrally located circular hole subjected to cyclic tensile stress and a square plate (made of aramid fiber/epoxy resin) subjected to shear loading. The experiments demonstrate scattering of the results. Fuzzy set analysis has been proposed in order to estimate the uncertainty in evaluation of the critical number of cycles corresponding to the final fatigue damage.

PL

Przedstawiono teoretyczną i eksperymentalną analizę rozwoju uszkodzeń zmęczeniowych. Cykliczne obciążenie powoduje uszkodzenia, co zmniejsza wytrzymałość aż do momentu, gdy materiał nie może przenosić nawet obciążenia eksploatacyjnego. Analiza teoretyczna jest związana z definicją tzw. parametru uszkodzeń. Badania dotyczą dwóch elementów konstrukcyjnych: prostokątnych kompozytowych płyt (wykonanych z włókna szklanego/żywicy epoksydowej) z centralnie umieszczonym kołowym otworem poddanych cyklicznemu rozciąganiu oraz kwadratowych płyt (wykonanych z włókna aramidowego/żywicy epoksydowej) poddanych ścinaniu. Eksperyment wykazuje znaczny rozrzut wyników. Zaproponowano zastosowanie teorii zbiorów rozmytych do oszacowania niepewności w ocenie krytycznej liczby cykli odpowiadającej zmęczeniowemu zniszczeniu.

12

Wysokocyklowa analiza zmęczeniowa elementów osiowosymetrycznych

Wróbel I., Kóska M.

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 2CD

PL

Przedmiotem analiz opisanych w prezentowanej pracy jest element osiowosymetryczny, koło zębate. Przedstawiono zbudowany do celu obliczeń model dyskretny z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych. Wykonano analizę statyczna modelu, której wyniki będą wejściowymi wartościami do wysokocyklowej analizy zmęczeniowej. Do celów przeprowadzenia analizy zmęczeniowej napisano program obliczeniowy w środowisku programowania Matlab. Zaprezentowano wyniki. Sformułowano wnioski.

EN

The object of the analysis described in the paper is axisymmetric element, gearshaft. Model for calculation, built based on the Finite Element Method for the analysis have been presented. The static analysis has been performed and the results from it has been input for high-cycle fatigue analysis. Dedicated program has been written in the development environment of Matlab program for high-cycle fatigue analysis. Results have been presented. The conclusions have been formulated.

13

Analiza wytrzymałości odcinka prototypowego mostu pontonowego

Krasoń W., Derewońko A., Chłus K., Kozłowski R.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 13, nr 44

151-158

PL

Przedmiotem pracy jest analiza wytrzymałości odcinka prototypowego mostu pontonowego. Mosty pontonowe budowane są z gotowych, powtarzalnych segmentów i wykorzystuje się je jako doraźne przeprawy tymczasowe. Celem pracy było zbudowanie modelu numerycznego fragmentu łańcucha kinematycznego pontonów mostu pływającego, wykonanie obliczeń statycznych za pomocą metody elementów skończonych MES, analizy zmęczeniowej oraz analizy dynamicznej metodą multibody.

EN

The object of the paper is strength analysis of a pontoon bridge prototype section. Pontoon bridges are built of ready-to-use repeatable segments and they may be used as temporary crossings. The purpose of the paper is to create a numerical model of a kinematic chain as a part of the pontoon bridges as well as to carry out calculations both in the range of statics with the use of a finite element method (FEM) and in the range of dynamics with the use of a multibody method.

14

Model numeryczny złożonej konstrukcji kompozytowej do analizy statycznej i zmęczeniowej

Kachel S, Leszczyński P

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 7CD

289--300

PL

W ramach niniejszej pracy opracowano model numeryczny złożonej konstrukcji kompozytowej do analizy statycznej i zmęczeniowej, przedstawiono metodykę budowania cyfrowych modeli elementów i zespołów konstrukcyjnych statków powietrznych o strukturze kompozytowej, przeznaczonych do tego typu analiz. Przeprowadzono analizę numeryczną odkształceń i przemieszczeń metodą elementów skończonych dla wybranej złożonej struktury kompozytowej. Analizę wykonano dla hipotetycznych obciążeń struktury płatowca, głównie w celach sprawdzenia poprawności wykonania modelu numerycznego. Natomiast zasadniczą analizę wykonano dla wartości obciążeń oraz ich poziomów, uzgodnionych z zespołem konstrukcyjnym statku powietrznego, z którego badany element konstrukcyjny pochodził.

EN

As part of this work developed numerical model complex composite structures for static and fatigue analysis, presents a methodology to build digital models of structural components and assemblies of aircraft composite structure designed for this type of analysis. Numerical analysis was performed for deformation and displacement by finite element method for the selected complex composite structure. The analysis was performed for the hypothetical structure of the airframe loads, mainly for validation of numerical model performance. However a fundamental analysis was performed for the loads and their levels, as agreed with the design team of the aircraft, which tested a structural element came from.

15

Problematyka szacowania trwałości zmęczeniowej w projektowaniu maszyn rolniczych na przykładzie kombajnu do melioracji rowów

Szczepaniak J., Spadło M.

Inżynieria Rolnicza

|

2012

|

R. 16, nr 4, t. 1

411-420

PL

W artykule zawarto opis analizy zmęczeniowej wybranego przypadku eksploatacyjnego kombajnu melioracyjnego, przeprowadzonej w komputerowym środowisku symulacyjnym. Opisano techniki, którymi posłużono się w procesie predykcji trwałości zmęczeniowej, i uzasadniono wybór konkretnych metod. W wyniku opracowanej na potrzeby badań własnej procedury obliczeń zlokalizowano obszary, w których naprężenia przekraczają wartości dopuszczalne. Zaimplementowane w konstrukcji wzmocnienia pozwoliły na zaprojektowanie konstrukcji o wymaganej niezawodności.

EN

The article presents an overview of the fatigue analysis of a multi-role unit, carried out in a computer simulation environment. The techniques which were used in the prediction of durability were described. The author's own procedure for fatigue calculation of a multi-role unit was developed. By that means areas where stresses exceed the limit values were found. It allows implementing changes in the structure so the structure is designed with the required reliability.

16

Wpływ zmienności wartości ciśnienia na rozkład zużycia elementów głowicy tnącej maszyny do obróbki metodą waterjet

Wala T.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2011

|

nr 2

77-90

PL

Artykuł przedstawia analiz wpływu pracy pompy wysokociśnieniowej na wytwarzane ciśnienie będącym źródłem energii wyjściowego strumienia tnącego. Ze względu na charakter pracy pompy wysokociśnieniowej wartość ciśnienia rzeczywistego na wyjściu cyklicznie zmienia się w czasie. Wynika to z charakteru pracy multiplikatora. W ramach badań udowodniono, że to właśnie ten charakter zmian obciążeń ma główny wpływ na zużycie elementów głowicy tnącej. W części wstępnej artykułu przedstawiono kierunki badan w dziedzinie obróbki wodno-ściernej, będące analizą dotychczasowych prac wykonanych w ramach obróbki wodno-ściernej.

EN

The article show the influence of high pressure pump work on generated pressure as source of kinetic energy outlet water jet. Due to specific character of high pressure pump work the value of real pressure cyclical changes over time. The Study proved that the nature of the changes loads have a major impact on the cutter head wear. Introduction presents the directions of research in the field of abrasive waterjet machining. It is an analysis of previous work done in the treatment of AWJM method.

17

Prognozowanie wytrzymałości zmęczeniowej korbowodu silnika spalinowego

Kułakowska A., Patyk R.

Logistyka

|

2011

|

nr 3

PL

Praca dotyczy komputerowego modelowania i symulacji zjawiska zużycia zmęczeniowego korbowodu silnika spalinowego Honda D14A3. Opracowano modele: fizyczny, matematyczny i komputerowy procesu zmęczenia. Do modelowania zastosowano przyrostowy, uaktualniony opis Lagrange'a oraz adekwatne miary przyrostów naprężeń i odkształceń. Symulacje komputerowe przeprowadzono w systemie ANSYS. Otrzymano wyniki stanu naprężeń zredukowanych, odkształceń zredukowanych, trwałości i współczynnika bezpieczeństwa. Prognozowanie wytrzymałości zmęczeniowej korbowodu silnika spalinowego może się odbywać na drodze analiz otrzymanej krzywej Wöhlera.

EN

The paper is about computer modeling and simulation of internal combustion engine connecting rod fating phenomena. The mathematical, physical and computer models of fating were elaborated. The incremental, updated Lagrange's description were used to modeling adequate measure of stress and strain increment. Computer simulations were conducted in Ansys system. One received results of reduced state of stress, reduced strains, working life and safety correlation. Prognostication of internal combustion engine connecting rod fating strength can be made on the way of received Wöhler curve analyze.

18

Study on fatigue cracks in steel-concrete shear connection with composite dowels

Dudziński W., Pękalski G., Harnatkiewicz P., Kopczyński A., Lorenc W., Kożuch M., Rowiński S.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2011

|

Vol. 11, no 4

839-858

EN

In recent years many research on composite beams with innovative shear transmission with composite dowels have been conducted (mainly within PreCo-Beam project [15]) and innovative composite constructions have been designed and built. As this shear connection is to be applied mainly for bridges, problems concerning fatigue behaviour appear [1, 16]. Composite dowels behaviour in aspect of fatigue resistance and fatigue cracks investigations is extremely complex. It is caused not only by complicated stress distribution from external loads but also by eigenstresses which are released during beam cutting and cutting technology itself as well. It will be proved in detail macroscopic studies how production and cutting process may influence the fatigue crack initiation and propagation process. This paper presents investigations undertaken after finished PreCo-Beam project [15] which is part of the research to be conducted years 2009-2011 at Wrocław University of Technology. Results of detailed metallographic inspections of fatigue cracks obtained during full-scale tests, and schedule of next full-scale tests to be performed at Wroclaw University of Technology are presented. Described researches are carried out in order to determine fatigue lifespan of composite beams with shear transmission realized with composite dowels of MCL shape [5, 10]. MCL shape is currently the most often used shape of steel dowel because of its fatigue behaviour as well as technological aspects of its production process and therefore all foreseen research will focus mainly on this shape. The MCL shape is shown in Figures 33-38.

PL

W ostatnich latach przeprowadzono wiele badań dotyczących belek zespolonych z ciągłymi łącznikami otwartymi typu composite dowels oraz zaprojektowano i wybudowano innowacyjne obiekty stosując omawiane łączniki. Ze względu na adresowanie tego typu zespolenia przede wszystkim do budownictwa mostowego istotnym okazuje się problem zmęczenia. Bardzo złożony problem zmęczenia w łącznikach zespalających jest wynikiem nie tylko skomplikowanego stanu naprężeń w łączniku od obciążeń zewnętrznych, ale również wpływami naprężeń walcowniczych, które zostają uwolnione podczas rozcinania kształtowników oraz wpływem samego cięcia i przygotowania powierzchni. W artykule przedstawiono analizę pęknięć zmęczeniowych biorąc pod uwagę aspekty technologiczne wytwarzania części stalowej belki zespolonej oraz przedstawiono plan dalszych badań przybliżających autorów do rozwiązania problemu żywotności rozważanych belek zespolonych w aspekcie projektowania na podstawie aktualnych norm.

19

Koncepcja projektowania i szacowania trwałości zmęczeniowej belek zespolonych z połączeniem ścinanym typu Composite Dowels

Harnatkiewicz P., Kopczyński A., Lorenc W., Kożuch M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2010

|

R. 51, nr 4

105-110

PL

Przedstawiono problemy dotyczące analizy zmęczeniowej stali belek zespolonych wykorzystywanych w mostowych przęsłach. Zaprezentowane dźwigary zespolone powstają z połączenia przeciętych dwuteowników walcowanych z betonem za pomocą innowacyjnego zespolenia. Przedstawiono podstawowe założenia dotyczące projektowania oraz wymiarowania tych obiektów w aspekcie pęknięć zmęczeniowych. Wdrażanie koncepcji wymiarowania tych obiektów odbywa się przy wsparciu jednostek naukowo-badawczych oraz poprzez krajowe projekty badawcze.

EN

Modern type of continuous shear connectors, the Composite Dowel, is an upcoming solution for composite beams. This innovative shear connection is implemented in the construction method where connection between the halved steel girder and concrete is provided by steel dowels manufactured by a special cutting line of the web. As this shear connection is to be applied mainly for bridges, problems concerning fatigue behavior appear. Complicated stress distribution in steel dowels from external loads combined with different technologies of fabrication and resulting eigenstresses makes the problem very complex. The paper presents the newest investigations concerning fatigue behavior of Composite Dowels.

20

Projektowanie metodą SADSF i analizy własności sprężystych i zmęczeniowych pasm rozciąganych z otworem

Markiewicz I.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2010

|

nr 1

4-14

PL

Praca przedstawia rezultaty projektowania metodą SADSF oraz wyniki liniowych analiz MES i szacowania trwałości zmęczeniowej metodą odkształceń lokalnych pasm rozciąganych z otworem w części centralnej. Podstawowym celem pracy jest potwierdzenie przydatności metody SADSF, która zakłada warunek wyrównanego wytężenia w stanie granicznym, do projektowania elementów pracujących w zakresie sprężystym i przy obciążeniach zmiennych w czasie. Metoda SADSF bowiem, jako jedna z niewielu, pozwala efektywnie rozwiązywać zadania projektowania nawet bardzo złożonych konstrukcji. Może być tym samym konkurencyjna dla bardzo zaawansowanych metod tzw. optymalizacji topologicznej. Metoda SADSF, w odróżnieniu od nich, nie wymaga stosowania pracochłonnych procedur optymalizacyjnych i może być z łatwością wykorzystana w projektowaniu inżynierskim. Co więcej można ją stosować już w chwili, gdy dane są tylko warunki brzegowe. Z użyciem metody SADSF zbudowano całą serię rozwiązań pasm spełniających założone warunki brzegowe i posiadających otwór w części centralnej. Przeprowadzone analizy potwierdziły dobre własności zaprojektowanych elementów, a otrzymane rozwiązania wskazały takie sposoby ich konstruowania, które dają niskie koncentracje naprężenia i dużą trwałość zmęczeniową.

EN

The paper presents the results of design, by the SADSF method, of tensioned strips with holes in the central part, and the results of linear FEM analyses. Estimation of fatigue life by local strain method is also presented. The essential aim of the work is to confirm the usefulness of the SADSF method, which assumes the condition of equalized effort in limit state, to designing elements working in elastic rage, and subjected to loads variable in time. The SADSF method is one of few methods which make it possible to effectively solve the design problems, also in the cases of very complex structures. Then, it can be competitive to very advanced methods of the so-called topology optimization. The SADSF method, unlike the latter ones, does not require applying laborious optimization procedures, and can be easily used in engineering design. Moreover, it can be applied already at the moment when only boundary conditions are known. Using the SADSF method, we have constructed a whole series of solutions of strips having a hole in the central part, which satisfy the assumed boundary condition. The carried-out analyses have confirmed good qualities of the designed elements, and the obtained solutions have shown how to select such design methods, which give low stress concentration and high fatigue life.