Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dyskretno-ciągły model obliczeniowy sprzężonego układu dynamicznego: pantograf – napowietrzna sieć trakcyjna

Bryja D., Prokopowicz D.

Przegląd Komunikacyjny

|

2016

|

Nr 5

44--51

PL

W pracy przedstawiono model obliczeniowy układu dynamicznego pantograf - sieć trakcyjna, w którym wykorzystani teorię drgań cięgna wiotkiego i metodę aproksymacyjną Lagrange'a - Ritza do wyprowadzenia równań ruchu sieci jezdnej obciążonej przemieszczającymi się pantografami. Modelem pantografu jest dyskretny układ dynamiczny o dwóch stopniach swobody, określających ruch dwóch mas zastępujących ślizgacz odbiorczy i ramę przegubową. System nośny sieci jezdnej potraktowano jako płaski układ cięgnowy o ciągłym rozkładzie masy, składający się z wieloprzęsłowego cięgna o trasie krzywoliniowej (lina nośna) i cięgna prostoliniowego (przewód jezdny), połączonego z cięgnem za pośrednictwem odkształcalnych wieszaków. Zasadniczym celem pracy jest prezentacja głównych idei modelu obliczeniowego, ze szczególnym uwzględnieniem wyprowadzenia równań dynamiki wstępnie napiętego, wieloprzęsłowego cięgna o niepomijalnym zwisie statycznym. Wiele uwagi poświęcono opisowi wzajemnych oddziaływań między pantografem i siecią jezdną. Opracowany model obliczeniowy umożliwia symulację komputerową drgań sieci trakcyjnej wymuszonych ruchem dwóch pantografów oraz symulację dynamicznych zmian sił nacisku stykowego.

EN

The paper presents the computational model of the pantograph - overhead contact line dynamic system, which uses the theory of cable vibrations and Lagrange - Ritz approximation method to derive equations of motion of the overhead contact line subjected to moving pantographs. The pantograph is modeled as a dynamic system of two degrees of freedom describing the motion of two masses replacing a collector head and an articulating frame. The overhead contact line is defined as a catenary system with continuously distributed mass. It consists of a multi-span cable characterized by a curvilinear route (catenary wire) and a straight cable (contact wire) connected with a catenary wire by elastic droppers. The main objective of the paper is to present principal ideas of the computational model, with a particular emphasis on formulating the equation of motion of a pre-tensioned multi-span cable with non-negligible static sag. Much attention is paid to the description of dynamic interaction between the pantograph and overhead contact line. The model allows computer simulation of catenary vibrations induced by two pantographs passing over the contact line, as well as a simulation of dynamic increments of the contact force.

2

Application of the Generalized Stochastic Perturbation Method in cable structures analysis

Szafran J.

Structure and Environment

|

2015

|

Vol. 7, no. 2

61--71

EN

The main focus of this paper is the presentation of the capabilities of the numerical analysis dedicated to cable structures affected by random parameters. The main tool of the analysis carried out is the Generalized Stochastic Perturbation Method. It allows to determine numerically the statistical data for horizontal reaction of a single cable with respect to random parameters, such as the modulus of elasticity of rope or the magnitude of loading. Central probabilistic moments of structure responses are calculated using the analytical approach to the determination of horizontal reactions of a single cable supported with a stochastic perturbation technique. The moments were obtained for random Young modulus and loading. In the analyses, computer algebra system MAPLE v.13 was applied. The computer application described in the paper may be utilized in reliability analysis of much more complex cable structures such as masts, girders, roofs or cable supported bridges.

3

Zastosowanie Metody Elementów Skończonych w obliczeniach statycznych konstrukcji cięgnowych

Ruchwa M., Matuszkiewicz M.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2010

|

Vol. 59, nr 4

363-377

PL

W publikacji zwrócono uwagę na możliwości Metody Elementów Skończonych (MES) w nieliniowej analizie statycznej konstrukcji cięgnowych oraz problemy pojawiające się w trakcie obliczeń. Zawarto informacje pomocne w modelowaniu i rozwiązywaniu tego typu zadań przy pomocy oprogramowania ABAQUS. Porównano rezultaty numeryczne uzyskiwane za pomocą MES z dostępnymi w literaturze wynikami ścisłych i przybliżonych obliczeń analitycznych. Przeliczeniu podlegały przykłady dotyczące analizy pojedynczych cięgien o różnych wartościach zwisu, różnych wartościach kąta nachylenia cięciwy oraz różnych sposobach obciążenia. Analizowano także przykład konstrukcji złożonej, w obliczeniach której pojawiły się wymienione wcześniej cechy oraz dodatkowo uwzględniono współpracę wielu cięgien z elementami typowej konstrukcji prętowej. Rozwiązując zadania Metodą Elementów Skończonych, zastosowano podstawowe rodzaje elementów, liniowosprężysty opis materiałowy, różnego typu obciążenia statyczne, uwzględniono również zwis oraz sprężanie cięgien, nieliniowości geometryczne oraz współpracę cięgien z innymi elementami konstrukcyjnymi. Zwrócono uwagę na zgodności oraz różnice wyników obliczeń MES i obliczeń analitycznych, dotyczące rozkładu przemieszczeń oraz sił przekrojowych, uzyskiwane w podstawowych oraz złożonych przykładach analiz.

EN

The Finite Elements Method allows for comprehensive structural analysis, however, in the case of cable structures its potential is not fully used due to problems in arriving at convergence of solutions and pertaining to compatibility of FEM and analytical calculation results. In this paper, numerical results, originating from the Finite Elements Method with the analytical calculation results, in terms of nonlinear structural analysis, were compared and conclusions that can be useful in numerical handling of such type problems were formulated. Examples pertaining to the analysis of single cables of variable slack values, bowstring inclination angle and loading methods were being calculated. Also an example of a complex structure in calculation of which the previously mentioned features appeared was analysed; furthermore, cooperation between many cables with traditional rod structure elements was considered. Solving the problems through application of the Finite Elements Method, primary types of finite elements, linear elastic relationship, various static loads as well as slack and cable prestressing, geometric nonlinearity, cooperation between cable elements and other structural elements and also typical incremental methods used in static analysis, were applied. The calculation tool used here was ABAQUS software. In the summary, attention was focused on conformities and differences in FEM and analytical calculation results regarding distribution of the displacements and cross-sectional forces obtained in the basic and complex examples of analyses.