Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Structural analysis of a scissor structure

Ario I., Yamashita T., Chikahiro Y., Nakazawa M., Fedor K., Graczykowski C., Pawłowski P.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 6

1319--1332

EN

This paper presents equilibrium mechanics and a finite element model for analysing a scissor structure that contains pivots with zero bending stiffness representing structural instability. The pivot at the centre of each structural unit, which is a feature of scissor structures, can be used to transfer the displacement between the units. It cannot, however, transfer the rotation between these units, and the angular stiffness must be considered independently for each unit. To construct a general model of the scissor structure, a scissor unit was developed using the left and right boundary connections of adjacent units to simulate a periodically symmetric structure. The proposed method allows us to obtain an accurate distribution of the internal forces and deflections without the use of special elements to account for central pivots.

2

Simulation of a deployable tensegrity column based on the finite element modeling and multibody dynamics simultions

Al Sabouni-Zawadzka A., Zawadzki A.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

543--560

EN

The present paper is dedicated to the analysis of deployable tensegrity columns. The main aim of this work is to present a technique, developed by combining the finite element (FE) analysis and the multibody dynamics (MBD) simulation, which enables precise and reliable simulations of deployable structures. While the finite element model of the column provides information on structural behavior in the deployed state, the dynamical modeling allows to analyze various deployment scenarios, choose active cables for the deployment and for the self-stress application, and to control distributions of internal forces during the assembly process. An example of a deployable column based on a popular tensegrity module - a 3-strut simplex - is presented. By analyzing the proposed column with the use of the developed method it is proven that the technique is suitable for complex simulations of deployable systems.

PL

W pracy został poruszony problem analizy rozwijalnych słupów tensegrity. Głównym celem opracowania jest zaprezentowanie techniki pozwalającej na zapewnienie niezawodnych symulacji tego typu struktur. Zaproponowana technika wykorzystuje metodę elementów skończonych (MES) oraz symulacje dynamiki układów wieloczłonowych (MBD). Metoda elementów skończonych dostarcza informacji odnośnie zachowania konstrukcji w stanie rozwiniętym, podczas gdy analiza dynamiki układu wieloczłonowego daje informacje dotyczące zachowania układu podczas realizacji różnych scenariuszy rozwijania, wyboru aktywnych cięgien, wartości samonaprężenia oraz rozkładu sił w elementach podczas rozwijania. Połączenie MES i MBD daje możliwość dokładnych i niezawodnych symulacji skomplikowanych struktur do jakich należą rozwijalne konstrukcje tensegrity.

3

Hyperbolic paraboloid (HP) pantographic structure with liner scissors

Osmani A., Matini M . R., Shahbazi Y., Golabi H.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2017

|

Vol. 10, no. 4

89--99

EN

A pantograph is a foldable structure which consists of scissor link units. A unit consists of two bars elements which are capable of rotating about their intermediate pivot node. The pantographic structures are generally utilized in flat (like roof), cylindrical (like barrel), and spherical (like dome) deployable structure and they are not used in anticlastic structure like hyperbolic parabolic (HP) structure. The HP surface may form when a convex parabolic goes on the length of concave ones with the same curvature. On the other hand, the hyperbolic surface can be constructed using two families of mutually skew lines in which the lines in each family are parallel to a common plane, but not to each other. In this paper, the creation of HP surface with pantographic structure is presented. The creation of a HP pantographic structure is demonstrated with the use of three methods including: a) two border scissors; b) four border scissors; c) All-scissor HP Pantographic Structures. Finally, the proposed methods have been compared.

PL

Pantograf jest konstrukcją składaną, która składa się z połączonych ze sobą ramion. Jednostka składa się z dwóch ramion, które mogą się obracać wokół swojego pośredniego węzła obrotowego. Struktury pantograficzne są na ogół stosowane w takich konstrukcjach struktur płaszczyznowych (np. dach), struktur cylindrycznych (np. zbiornik walcowy) i sferycznych (np. kopuła), w których możliwe jest przemieszczanie elementów struktury. Struktury pantograficzne nie są stosowane w konstrukcjach ukształtowanych z wykorzystaniem paraboloidy hiperbolicznej, których przemieszczenie elementów struktury wydaje się być niemożliwe. Hiperboloida paraboliczna może być ukształtowana poprzez przesunięcie paraboli po krzywej kierującej w postaci paraboli. Powierzchnia hiperboloidy parabolicznej może być również skonstruowana poprzez złożenie dwóch rodzin prostych skośnych równoległych do płaszczyzn kierujących tych rodzin. W artykule przedstawiono tworzenie powierzchni HP ze strukturą pantograficzną. Tworzenie struktury pantograficznej HP przedstawiono trzema metodami, takimi jak: a) metodą pary ramion skrajnych; b) metodą czterech ramion skrajnych; c) metodą wieloramiennej struktury pantograficznej. Na zakończenie porównano zaproponowane metody.

4

Koncepcja innowacyjnej kładki transportowej typu tensegrity do zadań ratowniczych

Gilewski W., Sabouni-Zawadzka Al A.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

7467--7474, CD2

PL

W pracy zaproponowano koncepcję nowego typu konstrukcji mostów rozwijalnych, bazujących na strukturach typu tensegrity. Do zaprojektowania rozwijalnej kładki wykorzystano cechy inteligencji konstrukcji tensegrity, rozumiane jako możliwość szybkiego sterowania własnościami struktury. Kładki takie mogą mieć zastosowania jako tymczasowe przejścia dla pieszych, a także być wykorzystywane w służbach ratowniczych, wojskowości lub alpinizmie lodowym. Jak wskazują wyniki prowadzonych analiz, dzięki stanom samonaprężenia występującym w strukturach tensegrity, istnieje możliwość ich kontroli i sterowania, co pozwala na zmiany geometrii, redukcje przemieszczeń oraz kompensację brakującego elementu w przypadku awarii. Możliwe jest także dostosowywanie się konstrukcji do trudnych do przewidzenia sytuacji obciążeniowych. Powyższe cechy konstrukcji tensegrity, a także ich lekki charakter, predestynują je do zastosowania w służbach ratowniczych.

EN

The paper focuses on a conceptual study on a new type of deployable bridges, based on tensegrity structures. Special properties of these structures, such as the inherent smartness, were used to create a conceptual design of the footbridge. Presented structures may be used as temporary passages for pedestrians or single vehicles, they can have military applications and be employed in rescue services of different kinds and mountaineering. As the results of the performed analyses indicate, tensegrity structures are prone to the structural control. By changing the value of prestressing forces, it is possible to reduce displacements and compensate a broken element in case of structural failure. It is also possible to adjust the structure to work in changing conditions and unpredictable loading scenarios. All the above features of tensegrity structures, as well as their lightweight character, make them an interesting solution as far as the applications in rescue services are concerned.

5

Deployable structures as supports for light gauge steel shells

Abramczyk J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2013

|

z. 60, nr 1

5--18

EN

The paper concerns using deployable bar structures as basic parts of structural systems of light gauge steel compound shells. Applying such structural systems should improve the shells assembly because of exploiting: a) planes and nodes appointed by pairs of intersecting bars to set directrices of their individual shells, b) prefabrication of their structural systems. Thus, the main aim of using the deployable bar structure is to get the ends of its bars at the expected nodes after lying it out but not continuity of this structure or constancy of the positions of the flexible joints on the length of its bars during unfolding/unfolding. Such a structure has not to let itself fold to a linear shape and unfold to a planar one. The presented issues are a ground for studying a method of shaping light gauge steel shells supported with the changeable bar structures, which allows for creating free and original shell forms. In the paper, the author applies auxiliary, conceive and continue tetrahedral pyramids to get structures, whose general forms approximate spheres. The examined example shows that it is possible to change a type of the auxiliary tetrahedral compositions to get a variety of original shell forms by differentiation of the lengths and divisions of the bars as well as by disconnecting chosen ends of a few bars or using the flexible joints which are able to change their position on the length of chosen bars.

PL

Artykuł dotyczy geometrycznego kształtowania rozkładalnych struktur prętowych przyjmowanych jako zasadnicze części kształtowanych ustrojów konstrukcyjnych przekryć powłokowych, wykonanych z przekształcanych do postaci powłokowych płaskich arkuszy blachy trapezowej. Przyjmuje się więc, że zasadniczym celem wykorzystania rozkładalnej struktury prętowej jest to, aby po jej rozłożeniu końce odpowiednich prętów sąsiednich par znalazły się w oczekiwanych wspólnych węzłach. Dopiero w kolejnym etapie montażu są podejmowane działania prowadzące do usztywnienia struktury prętowej i zamocowania do niej kierownic segmentów powłokowych, których płaszczyzny i punkty końcowe przyjmuje się w płaszczyznach i węzłach struktury prętowej. Możliwa jest też prefabrykacja takich systemów konstrukcyjnych. Działania te mogą znacząco usprawnić montaż całego ustroju konstrukcyjnego. Celowy jest montaż dodatkowych prętów i ściągów zwiększających odporność tego ustroju na obciążenia użytkowe. Osiągnięcie przedstawionych celów jest ważniejsze niż składanie się struktury do postaci dokładnie liniowej czy rozkładanie do postaci płaskiej. Zagadnienia prezentowane w pracy stanowią podstawę dla opracowania metody geometrycznego kształtowania przekryć powłokowych z przekształcanych swobodnie do postaci przestrzennej płaskich arkuszy podpartych rozkładalnymi strukturami prętowymi. W pracy zostały wykorzystane pomocnicze, wyobrażalne i zarazem ciągłe czworościany ostrosłupowe w celu uzyskania struktur o ogólnej postaci zbliżonej do sfery. Aby otrzymać zróżnicowane oryginalne formy powłokowe, w dalszych działaniach, prowadzących do opracowania omówionej metody, należy wykorzystywać również inne rodzaje pomocniczych utworów czworościennych.