Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Buckling analysis of composite conical shells reinforced by agglomerated functionally graded carbon nanotube

Eskandary K., Shishesaz Mohammad, Moradi Shapour

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 3

art. no. e132

EN

This study primary objective is to analyze the effect of agglomeration of carbon nanotubes on the buckling behavior of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite conical shells (FG-CNTCS). Considering the first-order shear deformation theory, the differential equations of buckling behavior are obtained. Subsequently, the buckling load was derived utilizing Galerkin methods. A parametric study is established to consider the influence of characteristic parameters on the buckling behavior of the FG-CNTCS. The results reveal that agglomeration of CNTs substantially reduces the buckling load. Considering that, the effect of high volume fractions of carbon nanotubes on increasing buckling load is overly inconsiderable, it is suggested to use low volume fractions of nanoparticles in producing this type of nanocomposites, which reduces the probability of agglomeration phenomenon and also cut down the manufacturing costs.

2

Optimal vibration control of conical shells with collocated helical sensor/actuator pairs

Li H., Hu S. D., Tzou H. S., Chen Z. B.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2012

|

Vol. 50 nr 3

769-784

EN

This paper focuses on the optimal vibration control of clamped-free conical shells using distributed helical piezoelectric sensor/actuator (S/A) pairs. Based on the independent modal space control, the response of conical shell to external excitations is represented by the summation of all participating natural modes and their respective modal participation factors, and each mode can be controlled independently. The modal equation is transformed into the linear state space form. The linear quadratic (LQ) controllers are designed for each independent mode. The optimal gain matrix is related to the ratio G∗ between the control voltage and sensing signal by the modal control force per unit voltage B2 and the sensing signal per unit displacement C1. Because B2 and C1 change with locations of the S/A pair, the optimal control effects, modal control forces and corresponding optimal control voltages are evaluated using two S/A pairs at different locations. The results indicate that the optimal control method is effective in vibration control of the shell. The optimal control effect also depends on the location of the S/A pair and modal shapes as well as the modal control force and input voltage.

PL

W pracy skoncentrowano się na problemie optymalnego sterowania drganiami jednostronnie zamocowanych powłok stożkowych za pomocą spiralnie ułożonego układu piezoelektrycznego czujnika skolokowanego z elementem wykonawczym (S/A). W oparciu o wyniki płynące z rozwiązania przestrzennego zagadnienia sterowania modalnego, dynamiczną odpowiedź powłoki na wymuszenie zewnętrzne wyrażono sumą postaci własnych, jednocześnie stwierdzając, że można niezależnie ingerować w poszczególne postaci własne układu. Równanie modalne przetransformowano do liniowej formuły stanu. Zaprojektowano sterowniki liniowo-kwadratowe (LQ) niezależnie dla każdej postaci własnej. Optymalną macierz współczynników wzmocnienia skorelowano z transmitancją G∗ pomiędzy napięciem sterowania i sygnału czujnika poprzez jednostkową siłę sterującą odniesioną do napięcia B2 oraz sygnału czujnika w stosunku do przemieszczenia C1. Ponieważ B2 i C1 zmieniają się wraz ze zmianą położenia skolokowanych par S/A, przeprowadzono ewaluację modalnych sił sterujących i odpowiadających im napięć dla różnych położeń układu sterowania. Wyniki badań potwierdziły efektywność optymalnego sterowania drganiami powłoki stożkowej. Zauważono także wrażliwość uzyskanego stopnia sterowania na położenie pary czujnika i elementu wykonawczego oraz wartości modalnej siły sterującej, jak i napięcia.

3

Failure analysis of an energy absorber subjected to pressure pulse

Czechowski L., Jankowski J.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2010

|

Vol. 14, nr 2

193-199

EN

In the paper, an influence of the amplitude of pulse loading and the thickness of susceptible parts taking over the pressure pulse on the absorber operation is investigated. The presented absorber consists of six truncated conical shells covered with a thin plate. Elements of the absorber are made of an isotropic material with a bilinear strain-stress curve. A nonlinear contact problem for the triangular loading pulse was solved with the ANSYS code.

4

Dynamic response of the truncated conical shell subjected to pressure pulse loading

Jankowski J., Kubiak T.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2010

|

Vol. 14, nr 2

215-222

EN

The paper deals with an analysis of the dynamic response of the isotropic conical shell subjected to rectangular or triangular pulse loading. This problem was solved wit h the Bubnov-Galerkin analytical-numerical method, using a two-parameter function of deflection. In the equations of dynamic equilibrium, an orthotropic material was taken into consideration. Moreover, pressure loading and compression force were included. The solution results were compared with the finite element method, using ANSYS 11.

5

Badanie stanów zakrytycznych otwartych powłok stożkowych z wykorzystaniem systemu ABAQUS

Paczos P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2008

|

T. 5, nr 36

373-378

PL

Celem niniejszej pracy jest wyznaczenie ścieżek równowagi otwartych powłok stożkowych metodą numeryczną oraz zbadanie wpływu wybranych parametrów geometrycznych na wartości sił krytycznych. Do analizy numerycznej stateczności wycinka powłoki stożkowej wykorzystano system ABAQUS. Wyznaczono górne obciążenia graniczne, uwzględniając nieliniowości geometryczne oraz przebadano wpływ wstępnych imperfekcji kształtu swobodnie podpartego wycinka powłoki stożkowej.

EN

The objective of this investigation is a verification of the stability equations for an elastic open conical shell and the numerical verification of the considered problem by the finite element method. The ABAQUS finite element system was used in the numerical analysis of the open conical shell. Upper critical loads were calculated at geometrical nonlinearities as well as an influence was examined preliminary imperfection of the shape

6

Weryfikacja metodą elementów skończonych zagadnienia stateczności sprężysto-plastycznych powłok stożkowych

Paczos P., Zielnica J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2006

|

T. 1, nr 32

389-394

PL

Materiały, jakich używamy do budowy nowoczesnych konstrukcji, pozwalają na zmniejszenie ich masy przy jednoczesnym zwiększeniu nośności. Stosuje się materiały izotropowe, ortotropowe oraz anizotropowe. Celem niniejszej pracy jest wyprowadzenie równań stateczności sprężysto–plastycznej otwartej ortotropowej powłoki stożkowej, przedstawienie metodyki rozwiązania tego zagadnienia oraz weryfikacja numeryczna rozpatrywanego problemu stateczności metodą elementów skończonych.

EN

The materials used in the design process of modern structures make possible to decrease their weight and simultaneous increase of the load capacity. One can find isotropic, orthotropic and anisotropic materials in common use. The objective of this elaboration is to derive the stability equations of elastic–plastic orthotropic open conical shell, also presentation of the solution and numerical verification of the problem by the finite element method.

7

Stateczność ortotropowych dwuwarstwowych powłok stożkowych

Paczos P., Zielnica J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 23

333-338

PL

Tematem opracowania jest wyprowadzenie podstawowych równań stateczności dwuwarstwowych otwartych ortotropowych powłok stożkowych w zakresie sprężystym i sprężysto - plastycznym. Zainteresowanie materiałami anizotropowym i w konstrukcjach budowlanych i maszynowych wynika stąd, że umożliwiają one przenoszenie dużych obciążeń w kierunkach, w których obciążenia te działają przy jednoczesnym zmniejszeniu sztywności w kierunkach, gdzie obciążenia są małe lub w ogóle nie występują. Powłoki są szeroko stosowane nie tylko w lotnictwie, lecz także w budownictwie oraz przemyśle motoryzacyjnym.

EN

The subject of the analysis is simply supported open bilayered orthotropic conical shell under lateral pressure and longitudinal forces. Individual layer in the set can be made of a material with different stress hardening properties beyond the yield limit and with different material constants. The stress-strain relations are linear elastic with no stress hardening. When the uniaxial yield limits in compression and tension are not the same, we use Tsai-Wu yield criterion in plane stress. We assume that the contact surface between the two layers is the main (reference) surface of the shell and Kirchhoff-Love hypothesis hold for the layers. Thus, we assume the plane stress to exists in the layers. Because the basic stability equations are very complicated, and there are difficulties in the exact solution of the equations, we use the virtual work principle to derive the problem equations that are solved by Rita method in the elastic-plastic state of stress where the incremental Prandtl-Reuss plastic flow theory is used to formulate the constitutive equations for the considered problem.

8

Analityczno-numeryczna metoda rozwiązania nieliniowego problemu stateczności otwartej dwuwarstwowej powłoki stożkowej

Paczos P., Zielnica J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 20

319-324

PL

Tematem pracy jest przybliżone rozwiązanie podstawowego równania stateczności otwartej dwuwarstwowej powłoki stożkowej w zakresie sprężysto-plastycznym w sposób analityczny i numeryczny. Analizie poddana jest dwuwarstwowa otwarta powłoka stożkowa, poddana obciążeniu zewnętrznemu w postaci sił podłużnych i ciśnienia poprzecznego. W celu wyznaczenia wartości liczbowych rozwiązania opracowano procedurę numeryczną napisaną w języku FORTRAN. Procedura ta umożliwia badanie stateczności powłoki sprężystej, jak i częściowo lub całkowicie uplastycznionej; wyboru odpowiednich związków konstytutywnych dokonują instrukcje logiczne zawarte bezpośrednio w programie obliczeniowym.

EN

The subject of this elaboration is approximate solution of the basic equations of stability of bilayered open elastic-plastic conical shells, both theoretically and by numerical procedures. The considered shell is simply supported bilayered shell under longitudinal forces and lateral pressure. In order to get the numerical solution a special iterative procedure was elaborated which was coded in Fortran symbolic code. This procedure is universal one and it allows for the calculations of the shells being in elastic, totally plastic or elastic-plastic state of stress during stability loss. The choice of the appropriate relations is done by logical statements, which are implemented in the source code.

9

Dobór optymalnych wymiarów konstrukcji złożonej z powłoki stożkowej i płyty pierścieniowej

Joniak S.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2002

|

nr 18

183-188

PL

Konstrukcja, która podlega procesowi optymalizacji, składa się z płyty pierścieniowej i powłoki stożkowej. Brzegi płyty są podparte przegubowo, przy czym brzeg wewnętrzny ma możliwość obrotu wokół środka płyty. Fodparcie zewnętrznego brzegu płyty stanowi mniejsza podstawa powłoki stożkowej. Większa podstawa powłoki stożkowej jest również podparta przegubowo. Konstrukcja obciążona jest siłami obwodowymi przyłożonymi ^dc wewnętrznego brzegu płyty. Celem procesu optymalizacji jej stworzenie konstrukcji o minimalnej objętości. Proces ten opiera się o następujące warunki: warunki wytrzymałościowe płyty i powłoki, warunki statecznościowe płyty riowłoki.

EN

A thin-walled ring-shaped plate is simply supported at the inner edge. The outer edge is joined with the edge of a thin-walled conical shell. The contact zone of the plate and shell is a kind of free-support both for plate and shell. The other edge of the shell is also free-supported. The load is applied at the inner edge of the plate. Using the stress and stability conditions for the plate and shell a design is made for the structure with minimal materiał volume, assuming the different materials for plate and shell. The stability loss load for the plate is determined on the basis of own stability problem solution, and the critical load for the conical shell was taken from literature.

10

Obciążenia krytyczne cienkiej powłoki stożkowej w zakresie sprężysto-plastycznym z uwzględnieniem odciążenia

Zielnica J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

1998

|

z. 6

381-386

PL

W pracy przedstawiono metodę rozwiązania zagadnienia utraty stateczności i wyznaczania dolnych obciążeń krytycznych dla cienkiej powłoki w kształcie stożka ściętego. Założono swobodne podparcie brzegów powłoki i obciążenie w postaci wszechstronnego równomiernego ciśnienia. Podstawowy układ równań stateczności to równanie równowagi i równanie nierozdzielności odkształceń. Wykorzystano deformacyjną teorię plastyczności i założono poliliniową charakterystykę umocnienia. W odróżnieniu od koncepcji Shanleya w pracy tej uwzględniono odciążenie materiału w chwili utraty stateczności. Zagadnienie rozwiązano metodą ortogonalizacyjną, a obliczenia numeryczne zrealizowano za pomocą specjalnej procedury iteracyjnej.

EN

The paper presents a method of solution of stability problem and the determination of critical buckling loads for a thin-walled conical shell. It is assumed that the edges of the shell are free-supported and the shell is loaded by uniform external pressure. The equilibrium equation and deformation compatibility equation are the basic problem equations. The deformation theory of plasticity with a polyline stress-strain response was used in the analysis. The shell material unloading is taken into consideration. The problem equations were solved by orthogonalization method, and the numerical calculations were realized by an iterative procedure.