Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of boundary conditions and metal alloy layer on natural frequencies of fibre metal laminates

Rao Nandure Narayan, Sirisha Sirapu, Rao Pavuluri M.V., Bobba Sujith

Composites Theory and Practice

|

2023

|

R. 23, nr 2

97--103

EN

The natural frequencies and mode shapes of fibre metal laminates (FMLs) were numerically investigated and validated using commercially available finite element analysis software (ANSYS). Various grades of GLARE and FML were considered for free vibration analysis, and the effect of the central metal layer and aspect ratios on the frequencies were analysed for simply supported, clamped edge conditions. The obtained fundamental frequencies, natural frequencies and mode shapes comply with the available literature. The effect of the outermost metal layer on the natural frequencies was also investigated for various combinations of edge conditions. The obtained results indicate that there is a significant effect of the central and outermost metal layer on the natural frequencies, irrespective of the edge conditions and aspect (width/length) ratios.

2

Optimization of the shape of the heat shield in terms of natural frequency

Mroczkowski Dawid, Wyleżoł Marek

Mechanik

|

2022

|

R. 95, nr 8-9

66--71

EN

The goal of the article is to present the optimization of the shape of the heat shield of the exhaust system in terms of counteracting the phenomenon of resonance caused by the operation of the internal combustion engine.

PL

Celem artykułu jest prezentacja optymalizacji kształtu osłony termicznej układu wydechowego w celu przeciwdziałania zjawisku rezonansu wywołanego pracą silnika spalinowego.

3

Natural frequency and critical velocities of heated inclined pinned PP-R pipe conveying fluid

Mohmmed J. H., Tawfik M. A., Atiyah Q. A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2021

|

Vol. 107, nr 1

15--27

EN

Purpose: The flow velocity and pressure of fluid flowing through a pipeline can cause the vibration of pipes, and consequently result in the modification in natural frequency via fluid-structure interaction. The value of the natural frequency of a component when approaches the excitation force to a certain degree, a severe resonance failure may occur. Hence, avoiding the resonance failure of a pipe subjected to complex conditions is an essential issue that requires to be solved urgently in the engineering field. This work treats the transverse vibration for flexible inclined heated pipe, made of polypropylene randomcopolymer (PP-R), conveying fluid assuming pinned connections at the ends. The pipe was placed at different support angles and subjected to variant temperatures. Design/methodology/approach: The inclined pipe is modelled as Euler-Bernoulli beam taking into account its self-weight, temperature variation, inclination angle, aspect ratio, and internal fluid velocity. The integral transforms method, which includes the finite Fourier sine and the Laplace transforms, was used to develop an analytic solution to the modified equation of motion and the analytical expressions for dual natural frequencies of the pipefluid interaction system were computed. Findings: The proposed solution technique via finite Fourier sine and Laplace transforms offers a more convenient alternative to calculate the dynamic characteristic of pipes conveying fluid. The obtained results showed that the dynamical behaviour of pipe–fluid system is strongly affected by fluid flow velocity, degree of inclination, temperature variation, and aspect ratio of the pipe in transverse modes. Research limitations/implications: This work focuses on fundamental (first) mode in the most discussions. Practical implications: It was revealed that the thermal effects in the pipe are a very important factor and more significant in comparison with the internal fluid velocity and the inclination angle has a larger impact on vibration characteristics at a higher aspect ratio. The findings can be useful for the design of engineering components. Originality/value: Determining the combining effect of inclination angle, aspect ratio, and thermal loading on vibration characteristic of the pipes conveying fluid by using an improved analytic solution to the modified equation of motion via mixed of finite Fourier sine and Laplace transforms.

4

Dynamic response of the Stuttgart TV Tower measured by classical instruments and GPS technology

Breuer Peter, Chmielewski Tadeusz, Górski Piotr

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

7--38

EN

This paper compares the measurement results of dynamic characteristics, including natural frequencies, damping ratio, and wind-induced responses of the Stuttgart TV Tower (TV Tower), obtained by Lenk in 1959 using classical instruments with those obtained by the authors a few decades later using Global Positioning System (GPS). The objective of this paper was to monitor the response of the TV Tower under wind loading, which is an important tool for the validation of its design, construction, and structural health. During the authors’ GPS measurements, weak and moderate wind speeds occurred most of the time. Only in 2007, the stronger wind observed (90 < V < 100 km/h) at the head of the TV Tower (H=157 m), which caused displacements in the decimetre range. Further measurements in 2011 were carried out, using additional GPS receivers with a higher data rate. The results achieved by the GPS prove that the cross-wind response was larger than the along-wind component for all ranges of wind speed, which occurred during the measurement periods, i.e. from 2002 to 2015. The authors of this paper extended Lenk’s results, by the static and along-wind components, confirmed the first natural frequency, and damping ratio, evaluated by the Random Decrement technique. Mounting a GPS receiver, on the steel antenna mast tip, enabled detection of the second natural frequency fs2 = 0.800 Hz, which is the frequency of the mode shape of the TV Tower steel antenna mast. Lenk did not measure this frequency.

PL

Wieża telewizyjna w Stuttgarcie została oddana do użytkowania w dniu 5 lutego 1956 roku. Konstrukcja wieży składa się z dwóch części: (a) trzonu żelbetowego z głowicą o wysokości 161 m i (b) stalowego masztu antenowego o wysokości 56 m. Całkowita wysokość wieży to 217 m. Średnica zewnętrzna trzonu żelbetonowego wynosi 10,8 m u podstawy trzonu i 5,04 m w górnej części trzonu (poniżej głowicy trzonu). Grubość ściany trzonu zmienia się od 60 cm do 19 cm. W latach 1953-1954 Leonhard zaproponował koncepcję i projekt wieży telewizyjnej. Biuro projektowe Pieckert zaprojektowało system konstrukcyjny. Koncepcję wieży telewizyjnej, jej układ konstrukcyjny, wszystkie założenia do obliczeń statycznych, oszacowanie nakładów finansowych i pierwsze pomiary osiadań fundamentów podane zostały w jednej z prac Leonhardta. W tej pracy zasugerowano także potrzebę pomiaru odpowiedzi wieży telewizyjnej na działanie wiatru. Jako pierwszy dokonał tego Lenk w 1959 roku. W latach 1977 i 1995 stwierdzono pionowe pęknięcia w żelbetowym trzonie wieży, które następnie zostały naprawione. Przyczyny tych pęknięć wyjaśniono jako konsekwencje promieniowania słonecznego i dobowych zmian temperatury powietrza działających na trzon wieży telewizyjnej, wywołujących deformacje płaszcza trzonu. Naprężenia termiczne spowodowały zmienną w czasie „owalizację” trzonu wieży, która z biegiem lat doprowadziła do zmęczenia materiału, czego skutkiem były wyraźnie widoczne podłużne pęknięcia po przeciwnych stronach trzonu wieży telewizyjnej. Autorom niniejszego artykułu nie są znane wcześniejsze pomiary charakterystyk dynamicznych wieży telewizyjnej związane z naprawą powstałych pęknięć. W związku z tym, w 1999 roku autorzy przeprowadzili pierwszą serię pomiarów przemieszczeń wierzchołka wieży telewizyjnej z zastosowaniem techniki satelitarnej GPS. Metodologia pomiarów była podobna do metodologii stosowanej przez innych badaczy. Na tej podstawie autorzy potwierdzili możliwość zastosowania systemu GPS do monitorowania przemieszczeń statycznych, quasi-statycznych i dynamicznych oraz do określania podstawowych charakterystyk dynamicznych (częstotliwości drgań własnych i współczynników tłumienia drgań) istniejących dużych konstrukcji w skali naturalnej. Autorzy cyklicznie monitorowali przedmiotową wieżę telewizyjną do roku 2015. Jednak pomimo podjętego wysiłku w celu zebrania dodatkowych danych pomiarowych, niestety w 2013 i 2015 r. nie było możliwości pomiaru przemieszczeń wieży telewizyjnej pod wpływem silnego wiatru. Niemniej jednak autorzy dokonali analizy danych pomiarowych zgromadzonych w latach 2002, 2005, 2006, 2007, 2008 i 2011, które obejmowały pomiary w zakresie prędkości wiatru od małej do dużej. W dniach 18-19 stycznia 2007 r. w pobliżu wieży zarejestrowano porywy wiatru o prędkości 26 m/s, co spowodowało jej przemieszczenia w zakresie decymetrów.

5

Residual life estimation of structural beam using experimental and numerical modal analysis methods

Siva Gandam Anand, Ramakrishna Shinigam

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2020

|

Vol. 4, No 2

135--146

EN

A structural beam is a common element in many mechanical structures such as ship propeller shaft, crane boom, and aircraft wings. In the present paper experimental and numerical modal analysis are carried out for estimating the damage, geometric location of the damage, severity of damage and residual life of structural beam to prevent unexpected failures of mechanical structures. Experimental and numerical modal analysis results for healthy and cracked beam are compared for validation of numerical methodology used in the present paper. Experimental modal analysis is performed on both healthy and cracked beam with the help of impact hammer, acceleration sensor and FFT (Fast Fourier Transformer) analyzer associated with EDM (Engineering Data Management) software. Modal tests are conducted using impact method on selected locations of the entire healthy and cracked beam to find the first three natural frequencies, which are used to detect the presence of damage and geometric location of the damage. Three parametric studies are carried out to know the effect of crack depth, crack location and crack orientation on the natural frequencies of the cracked beam. Finally, the residual life of a healthy and cracked beam was estimated using Basiquin’s equation and finite element analysis software called ANSYS 18.1.

6

Low frequency identification of critical states of transmission tower structures

Szopa K., Iwaniec M., Gołaś A.

Mechanics and Control

|

2013

|

Vol. 32, no. 3

102--109

EN

Transmission towers are vital parts of the overhead power line infrastructures. Any damage to these supporting structures may result in decreased load-bearing capacity and, in consequence, their collapse. Failures of transmission towers are much more severe than power failures, as they not only cause interruption to the energy supply but can also result in considerable costs of infrastructure repairs and damage. Therefore, supporting structures of overhead power lines should be subjected to structural health monitoring. This paper presents a comprehensive database containing natural frequencies and strain energies of all elements for various (simulated) damage states. On the basis of structure modal parameters, by finding the correlation between natural frequencies of damaged structure stored in the created database and natural frequencies of the structure of interest, state of the test structure can be identified. In order to verify this method, a numerical experiment was carried out. Observing the strain energy variation as compared to the undamaged state makes it possible to localize the damage and assess its importance for the further structure exploitation.

PL

Konstrukcje wsporcze stanowią istotną część infrastruktury napowietrznych linii elektroenergetycznych. Uszkodzenie konstrukcji słupa elektroenergetycznego może prowadzić do zmniejszenia nośności takiego obiektu, a w rezultacie do utraty jego stateczności i zniszczenia. Awarie konstrukcji wsporczych napowietrznych linii elektroenergetycznych są o wiele bardziej niebezpieczne niż awarie powstałe z przyczyn elektroenergetycznych (np. awaria zasilania), gdyż powodują nie tylko przerwę w dostawie energii elektrycznej, ale również mogą skutkować kosztami poniesionymi w związku z naprawami i wypłatą odszkodowań. Dlatego też stan techniczny konstrukcji słupów elektroenergetycznych powinien być monitorowany. Artykuł przedstawia bazę danych zawierającą różne (symulowane) stany uszkodzeń, wraz z przypisanymi do nich informacjami na temat częstotliwości drgań własnych obiektu oraz energii sprężystej poszczególnych elementów. Na podstawie własności dynamicznych obiektu, poprzez znalezienie korelacji pomiędzy częstotliwościami drgań własnych symulowanych stanów uszkodzeń konstrukcji, zapisanymi w bazie danych, a częstotliwościami drgań własnych badanej konstrukcji, stan techniczny badanej konstrukcji może zostać zidentyfikowany. W celu weryfikacji metody, przeprowadzono eksperyment numeryczny. Obserwując zmianę energii sprężystej konstrukcji badanego obiektu w porównaniu z energią konstrukcji nieuszkodzonej, możliwe jest dokonanie oceny stanu technicznego badanego obiektu i określenie wpływu uszkodzenia na przyszłą pracę konstrukcji.

7

Analiza numeryczna obciążenia statycznego oraz drgań płaszcza walczaka obrotowego

Zachwieja J.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy

|

2004

|

Z. 54(243)

329-345

PL

W niniejszej pracy został poddany gruntownej analizie problem deformacji powłoki walczaka obrotowego z dwoma pierścieniami tocznymi zamocowanymi w sposób sztywny na płaszczu. Omówiono dwie znaczące teorie opisujące naprężenia i odkształcenia powłok: Goldenveizera i Novozhilowa oraz Donnella. Stosując metodę numeryczną, rozwiązano zagadnienie drgań swobodnych walczaka.

EN

Shell deformation problem of revolving boiler drum with two rolling rings fixed in a rigid way on the coat has been analyzed thoroughly in this work. Two significant theories describing stresses and deformations of the shell: Goldenveizer i Novozhilow and Donnell have been discussed. Using a numerical method, a boiler drum free vibrations matter has been solved.