Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Validation of the continuum orthotropic model of tensegrity beam-like and plate-like structures

Obara P., Tomasik J.

Archives of Mechanics

|

2023

|

Vol. 75, nr 3

249--269

EN

In this paper, an attempt was made to develop the continuum orthotropic model of tensegrity structures. A basic four-module tensegrity grid built from modified Quadruplex modules was proposed. A procedure called the energy equivalency method was adopted. The basis of this approach is the assumption that the finite element strain energy of a deformed tensegrity truss system contains the same energy as its continuum counterpart. Next, the six-parameter shell theory was used and closed forms for maximum displacements were obtained. Finally, in order to fill the gap in the existing literature, the continuum model was validated – the displacements were compared with displacements obtained from a discrete nonlinear model (the finite element method). The continuum model of tensegrity is a simple tool for analyzing large beam-like structures, plate-like structures and plate strips. It is important in case when discrete modeling becomes too tedious for the analysis. Another point is that many commercial software programs cannot analyze structures characterized by mechanisms. The finding of this work can also be useful for modeling metamaterials whose topology is based on the concept of tensegrity.

2

A discrete model for geometrically nonlinear free and forced vibrations of stepped and continuously segmented Euler-Bernoulli AFG beams (SAFGB) carrying point masses

Moukhliss Anass, Rahmouni Abdellatif, Bouksour Othman, Benamar Rhali

Diagnostyka

|

2022

|

Vol. 23, No. 4

art. no. 2022401

EN

A discrete model is applied to handle the geometrically nonlinear free and forced vibrations of beams consisting of several different segments whose mechanical characteristics vary in the length direction and contain multiple point masses located at different positions. The beam is presented by an N degree of freedom system (N-Dof). An approach based on Hamilton's principle and spectral analysis is applied, leading to a nonlinear algebraic system. A change of basis from the displacement basis to the modal basis has been performed. The mechanical behavior of the N-Dof system is described in terms of the mass tensor mij, the linear stiffness tensor kij, and the nonlinear stiffness tensor bijkl. The nonlinear vibration frequencies as functions of the amplitude of the associated vibrations in the free and forced cases are predicted using the single mode approach. Once the formulation is established, several applications are considered in this study. Different parameters control the frequency-amplitude dependence curve: the laws that describe the variation of the mechanical properties along the beam length, the number of added masses, the magnitude of excitation force, and so on. Comparisons are made to show the reliability and applicability of this model to non-uniform and non-homogeneous beams in free and forced cases.

3

Laboratory tests and numerical analysis of façade sub-structure made of austenitic steel

Cwyl Maciej, Wierzbicki Stanisław, Michalczyk Rafał

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

237--252

EN

This article presents a study of a wall cladding system composed of stainless steel sub-frame and composite, fibre-reinforced concrete cladding panels, which was been installed on a high-rise public building. The study focused on the assessment of strength, safety and durability of design through laboratory tests and numerical analyses. The laboratory tests were conducted using a threedimensional tests stand and a full-scale mock-up of the wall cladding system built at the laboratory using the actually used materials and cladding panels. The boundary conditions and the test loads corresponded to the values of actions determined during the engineering phase of the high-rise building under analysis. Noteworthy, wind actions were verified by supplementary wind tunnel testing. In addition, the stainless steel was also tested to determine the strength properties of the material actually used in construction. These test were carried out just before commencement of the curtain wall installation. The 3D model was constructed with the application of the finite element method (FEM) to obtain adequate representation of geometry, material performance and structural behaviour of the analysed wall cladding system. Particular attention was paid to determination of the parameters defining the behaviour of the cladding system sub-frame from the angle of plastic deformations of the stainless steel and the resulting failure mechanisms of the members of the structure itself. To this end, the stainless steel was subjected to appropriate performance tests to determine material properties including the values of the proportionality limit and yield strength.

PL

Współczesne konstrukcje metalowo-szklane notują bardzo intensywny rozwój w obszarze rozwiązań materiałowych, pełnionych funkcji w budynku oraz efektów wizualnych związanych z architekturą realizowanych obiektów. W artykule przedstawiono badania struktury elewacyjnej budynku wysokiego użyteczności publicznej, która została zaprojektowana w postaci rusztu ze stali nierdzewnej i kompozytowych paneli z betonu zbrojonego włóknami. Głównym celem niniejszej pracy była ocena nośności, bezpieczeństwa i trwałości projektowanych rozwiązań, poprzez badania laboratoryjne i analizy numeryczne. Badania laboratoryjne prowadzono na trójwymiarowym stanowisku badawczym, na fragmencie elewacji w skali rzeczywistej, który zbudowano w laboratorium z materiałów i okładzin zastosowanych na realizowanym obiekcie. Fragment elewacji badany w laboratorium został przygotowany przez wykonawców realizujących ocenianą fasadę budynku, co pozwoliło odwzorować standard wykonania taki jak na obiekcie. Warunki brzegowe oraz przyjęte obciążenia odpowiadały wartościom oddziaływań, wyznaczonym na etapie projektowania elewacji wieżowca, przy czym oddziaływania wiatru były weryfikowane uzupełniającymi badaniami w tunelu aerodynamicznym. Przeprowadzono również badania materiałowe stali nierdzewnej, mające na celu określenie rzeczywistych parametrów wytrzymałościowych zastosowanego materiału. Badania przeprowadzono bezpośrednio przed rozpoczęciem realizacji konstrukcji fasady budynku. Wyniki badań eksperymentalnych wykorzystano do walidacji modelu numerycznego odwzorowującego badany fragment elewacji Trójwymiarowy model zbudowano z wykorzystaniem metody elementów skończonych co pozwoliło na odpowiednie odwzorowanie zarówno geometrii, parametrów materiałowych jak i zachowania się analizowanego fragmentu elewacji. Szczególny nacisk położono w artykule na określenie charakterystyki pracy konstrukcji wsporczej elewacji w kontekście odkształceń plastycznych stali nierdzewnej oraz wynikające stąd mechanizmy zniszczenia elementów tej konstrukcji. W tym celu przeprowadzono badania materiałowe stali nierdzewnej w celu określenia parametrów takich jak granica proporcjonalności i granica plastyczności. W artykule wskazano na specyficzny charakter pracy wsporników konstrukcji wsporczej przy uwzględnieniu występowania odkształceń plastycznych charakterystycznych dla stali nierdzewnej. W pracy przedstawiono też mechanizm zniszczenia badanego fragmentu elewacji w przypadku jego przeciążenia.

4

Algorytmy rekonstrukcji trajektorii bezzałogowego statku powietrznego

Gil R, Kaniewski P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 3

56-60

PL

W artykule przedstawiono ideę zastosowania algorytmów wygładzania do rekonstrukcji trajektorii bezzałogowego statku powietrznego oraz przykład zastosowania wygładzania w stałym przedziale w zintegrowanym systemie nawigacyjnym. Artykuł zawiera wprowadzenie do zagadnień związanych z filtracją i wygładzaniem realizowanym off-line w liniowych układach dyskretnych. Podano dyskretny odpowiednik modelu dynamiki i obserwacji przyjętego systemu nawigacyjnego. Następnie omówiono przebieg obliczeń i wyniki dla wygładzania w stałym przedziale.

EN

This article presents an idea of applying smoothing algorithms for reconstitution of Unmanned Aerial Vehicle trajectory and an example of application of fixed-interval smoothing in the integrated navigation system. The article contains an introduction to the subject of filtering and off-line smoothing in linear discrete-time systems. A discrete equivalent of the dynamics and observation model for the assumed navigation system is given. Next, the process of calculations and results of the fixed-interval smoothing are discussed.

5

Efektywny model obliczeniowy bębna maszyny włókienniczej do optymalizacji parametrycznej z wykorzystaniem MES

Danielczyk P.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2014

|

R. 55, nr 4-5

64--70

PL

W artykule przedstawiono rozwiązanie zadania poszukiwania optymalnego kształtu i wymiarów bębna głównego zgrzeblarki wałkowej z punktu widzenia minimalizacji amplitudy ugięcia. Do analiz przygotowano parametryczny, efektywny obliczeniowo, dyskretny model bębna z wykorzystaniem MES. Do jego budowy użyto superelementów zastosowanych w niestandardowy sposób. Pokazano korzyści wynikające z przyjętej metodyki modelowania.

EN

The paper presents a solution to the problem of finding optimal shape and dimensions of the carding machine main cylinder from the point of view of minimizing the amplitude of deflection. With the use of the FEM method, a computationally efficient parametric discreet model of the cylinder was prepared for the analyzes. The model’s construction involved using superelements in a non-standard way. Benefits of the adopted modelling methodology have been shown.

6

Implementation of typical models of control plants with use of programmable logical controllers

Kaszycki L.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2013

|

nr 36 (108) z. 2

75--79

EN

The paper demonstrates the possibility of synthesis of basic models of control plants with use of programmable controller. Selected models of plants were synthesized basing on standard functional blocks and arithmetic of integer type. Also was presented an application of Versa Max type controller in synthesis of discrete models of oscillatory and inertial blocks.

7

Whirling of asymmetric shaft under constant lateral force

Kolenda J.

Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej

|

2012

|

R. 53 nr 3 (190)

25-36

EN

The paper deals with parametric vibrations of asymmetric shaft subjected to constant lateral force. As an example of asymmetry, a uniform shaft of rectangular cross section is chosen. During rotation of such a shaft its bending stiffness with respect to fixed coordinate system varies with time which leads to vibrations. In order to avoid solving differential equation with time- -dependent coefficient, the motion of the shaft is calculated in the co-rotating coordinate system and then the solution is transformed to the fixed coordinate system by means of simple kinematic relationships. Discrete and continuous undamped models of the vibrating system are considered under assumption that the rotational speed of the shaft is constant. It is shown that the geometric centers of the cross sections of the shaft perform circular motions in the planes perpendicular to the bearing axis so that the shaft is whirling with the frequency twice as high as its angular velocity.

PL

Artykuł dotyczy parametrycznych drgań asymetrycznego wału obciążonego stałą siłą poprzeczną. Jako przykład asymetrii przyjęto pryzmatyczny wał o przekroju prostokątnym. W czasie ruchu obrotowego takiego wału jego sztywność giętna względem nieruchomego układu współrzędnych zmienia się w czasie, co prowadzi do drgań. Dla uniknięcia rozwiązywania równania różniczkowego o współczynniku zależnym od czasu wyznaczono ruch wału w wirującym wraz z wałem układzie współrzędnych, a następnie rozwiązanie przetransformowano do nieruchomego układu współrzędnych za pomocą prostych kinematycznych zależności. Rozpatrywany jest dyskretny i ciągły model układu zachowawczego przy założeniu, że prędkość obrotowa wału jest stała. Wykazano, że geometryczne środki przekrojów poprzecznych wału poruszają się po okręgach w płaszczyznach prostopadłych do osi łożysk, tak że wał wykonuje drgania kołowe o częstości dwukrotnie wyższej od jego prędkości kątowej.

8

Modelling of a rope: two discrete approaches

Kamiński H., Fritzkowski P.

Vibrations in Physical Systems

|

2012

|

Vol. 25

211--216

EN

Plane motion of a rope is considered. Two approaches to rope modelling are presented: the one based on classical concepts of analytical mechanics and the rigid finite element method. In both cases equations of motion are derived within the framework of the Lagrangian formalism, without the small displacement assumption. In a numerical experiment parameters matching of the two models is attempted, which cannot be performed in a straightforward manner. The rigid finite element method allows to consider the internal forces related to tension, shearing and bending, whereas the other approach, based strictly on rigid body mechanics, is much simpler.

9

Simple models of transmission line in Mathcad enviroments

Jankowski P.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2012

|

z. 2

19--28

EN

The article presents the possibilities of the Mathcad environment which allow to create simple models of transmission lines. Two models are discussed: the discrete model based on the circumferential model of line treated as a system of L-type four-terminal networks and the model called continuous which implements solution of the telegraphy equations in the quasi-steady state. The article emphasizes the didactic features of the above models, mainly because of the use of the animation possibilities of the Mathcad which allow to easily implement existing analytical solutions also for transients.

PL

W artykule przedstawiono możliwości środowiska Mathcad, pozwalające na stworzenie prostych modeli linii długiej. Omówiono dwa modele: dyskretny oparty na modelu obwodowym linii traktowanej jako układ czwórników typu Γ, oraz model nazwany ciągłym implementującym rozwiązanie równań telegrafistów w przypadku quasi-ustalonym. Artykuł podkreśla walory dydaktyczne powyższych modeli, głównie ze względu na wykorzystanie możliwości animacyjnych środowiska Mathcad, pozwalających na łatwe implementowanie gotowych rozwiązań analitycznych również dla stanów nieustalonych.

10

Analiza strukturalna koła zębatego o rzeczywistym kształcie

Wróbel I., Rysiński J.

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 2CD

PL

W referacie autorzy przedstawili metodę oceny stanu powierzchni bocznej koła zębatego oraz budowę modelu MES, wykorzystując skaner 3D. Ze względu na posiadane laboratorium badania były prowadzone na przekładniach walcowych. Rzeczywisty kształt zębów kół otrzymano skanując powierzchnie boczne, otrzymując po obróbce fasetkowy model koła. W kolejnym kroku konieczne było przeprowadzenie optymalizacji zwracając szczególną uwagę na kształt trójkątów modelu fasetkowego. Otrzymany plik był bazą do budowy modelu dyskretnego MES – na potrzeby analizy strukturalnej.

EN

In the paper, the method allowing for an evaluation of surface state of a gear wheel is presented by the authors. The method consists in creation of FEM-model of the gear wheel by means of a 3D-scanner. Taking into account availability of the university laboratories, the investigations have been performed using cylindrical gear wheels. Current shape of gear tooth was obtained via scanning of the gear faces and flanks as well as toe ends. After appropriate remeshing, the surface triangular model of a wheel was prepared. In the next step, optimization procedure was performed – taking into considerations the size of triangles of the surface model. The output computer file was a proper base for creation of the discrete FEM-model. Finally, this model allows us for performance of structural analysis.

11

Strukturalny model dyskretny samolotu bezzałogowego i jego zastosowanie w rozwiązywaniu wybranych zagadnień aerosprężystości

Goraj Z., Olejnik A., Rogólski R.

Mechanik

|

2011

|

R. 84, nr 7(CD)

527-544

PL

Praca jest poświęcona wybranym aspektom projektowania bezzałogowego samolotu klasy Medium Range (MR) PW-141 SAMONIT, którego demonstrator technologii powstał w latach 2007-2010 w Politechnice Warszawskiej w ramach projektu badawczego rozwojowego finansowanego przez MNiSW (R10/010/02). Projekt rozwijano m.in. z udziałem ITL WAT. Przedstawiono dyskretny model strukturalny płatowca do analiz MES. Wirtualny model konstrukcji cienkościennej zbudowano, wykorzystując preprocesor Patran w oparciu o model geometryczny zaadaptowany z systemu CAD. Na potrzeby modelu opracowano zestaw wirtualnych złożeń materiałowych symulujących kompozytowe własności konstrukcji. Wykonano analizę stacjonarnych obciążeń aerodynamicznych obejmującą wyznaczenie obwiedni obciążeń w locie oraz ich rozkład na płatowcu. W tym drugim przypadku wykorzystano program VORLAX, bazujący na metodzie siatki wirowej dla opływów poddźwiękowych. Dla ekstremalnych przypadków obciążenia wykonano modelowe analizy statyczne w programie MD Nastran. Wyniki przedstawiono w formie warstwicowych rozkładów przemieszczeń i naprężeń. Przeprowadzono również wstępne obliczenia dynamiczne struktury obejmujące analizę drgań własnych i flatteru (metoda siatki dipoli), przy czym uwzględniono jedynie symetryczne postacie ruchu.

EN

The work is devoted to the MR-class UAV PW-141 SAMONIT, which was prototyped in WUT in years 2007-20010 in the framework of R&D project under the Polish Ministry of Science and Higher Education (R10/010/02), with participation of MUT. In the paper the structural discrete model for FE aeroelastic analysis was presented. The numerical thin-walled discrete model of the aeroplane was developed in MSC Patran on the base of surface geometric model imported from the CAD system. The set of virtual material models were prepared which was used to simulate structural properties of composite airframe. The flight loads analysis was performed, that means flight envelope and stationary load distribution. Airload calculations were carried out using VORLAX programme, based on Vortex Lattice Method for subsonic airflow. For some extreme external load cases of the envelope the load distribution was determined and the series of numerical static calculations were performed using MD Nastran. The results were presented in form of the stress and displacement distribution maps. The preliminary dynamic structural calculations were carried out too, including normal modes and flutter analysis (Doublet Lattice Method), but the symmetrical movement was only investigated – also using MD Nastran.

12

Numeryczne modele elementów pompy nurnikowej

Wróbel I., Szymańczyk R.

Mechanik

|

2011

|

R. 84, nr 1

69-69

PL

Przedstawiono dyskretne modele elementów składowych pompy nurnikowej: wału korbowego, korpusu i głowicy. Wyznaczono obciążenia działające na modele. Zbadano, jak sposób modelowania podparcia wału wpływa na obraz warstwie naprężeń Hubera-von-Missesa i na deformację wału. Sformułowano wnioski i zalecenia.

EN

A crank shaft, head and body of plunger pump have been analyzed in the paper. The analysis has been done using finite element method and Nastran program. Loads forces on all objects has been assigned. Influence modeling bearing crank shaft on structural analysis result has been calculated.

13

Model dyskretny drgań układu trójczłonowy wysięgnik teleskopowy - siłownik zmiany wysięgu żurawia samojezdnego w płaszczyźnie podnoszenia

Cekus D., Posiadała B.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2009

|

Z. 12

CD-CD

PL

W pracy opracowano model dyskretny o jednym stopniu swobody drgań układu trójczłonowy wysięgnik teleskopowy - siłownik zmiany wysięgu. Model reprezentuje przemieszczenia poprzeczne w płaszczyźnie podnoszenia końca wysięgnika żurawia samojezdnego, gdzie zawieszony jest ładunek. Do sformułowania i rozwiązania zagadnienia zastosowano formalizm mnożników Lagrange'a. Zamieszczone w pracy przykładowe wyniki ilustrują wpływ wybranych parametrów układu na parametry zastępcze modelu dyskretnego.

EN

In this paper the discrete model of one degree of freedom of vibration of the system consisted of the three member type telescopic boom and hydraulic cylinder of crane radius change has been presented. The created model is useful to describe the lateral motion in the lifting plane of the telescopic boom end where the lifted load is hanged. The formulation and solution of the problem has been based on the Lagrange multiplier formalism. The mathematical formulation is completed by the exemplary numerical results.

14

Discrete model of a rope with scleronomic and rheonomic constraints

Fritzkowski P., Kamiński H.

Vibrations in Physical Systems

|

2008

|

Vol. 23

121--126

EN

A preliminary discrete model of a rope with scleronomic and rheonomic constraints is considered. Numerical experiments are performed and advantages of the applied algorithm are discussed in terms of total energy of the system. In case of the nonconservative model the work-energy relation is used to assess the computation efficiency. The next directions of the model development are outlined.

15

Discrete model of a rope with members of a changeable length

Fritzkowski P., Kamiński H.

Vibrations in Physical Systems

|

2008

|

Vol. 23

127--132

EN

A discrete model of a rope with elements of a changeable length is considered. Scleronomic and rheonomic constraints are given to the system. Dynamic equations of motion are formulated and their complexity is presented from the computational point of view. Numerical experiments are performed and the obtained results are discussed in terms of the total energy of the system.

16

Analiza efektów dynamicznych w przyrządzie do udarowego badania podłoża gruntowego

Bąk G., Gosk W.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budownictwo

|

2007

|

Z. 31

23-36

PL

W pracy poddano analizie efekty, które są wzbudzane w przyrządzie (lekkiej płycie dynamicznej), służącym do oceny stanu zagęszczenia podłoża gruntowego. Sposób rozłożenia mas w przyrządzie ma wpływ na jego zachowanie dynamiczne wywołane amortyzowanym udarem spadającą masą, co pozwala, na podstawie uzyskanych wyników pomiarowych, wnioskować o sztywności podłoża gruntowego. Przeprowadzono analizę numeryczną problemu stosując dyskretny model rozprzestrzeniania się fali podłużnej w prowadnicy przyrządu. Dokonano porównań wyników teoretycznych, które uzyskano dla modelu z masą rozbudowaną przestrzennie, z wynikami doświadczalnymi. Na tej podstawie przedstawiono ocenę założeń procedury badawczej.

EN

I this paper the dynamic effects induced in the light drop tester ZGF-01 being designed for the soil compaction control are analized. The masses distribution in this device mainly in the guide rod influences to its dynamic behaviour under impact of falling mass which hits the spring-damper element. The numerical analysis is performed using the p-wave formulation for the linear-elastic guide rod. It was shown that this mass distribution should be taken into account to interpretation of the experimental date. Conclusions concerning correctness of the research procedure and numerical approach assumptions are submitted.

17

Discrete and continuum models in elastodynamics of micro-periodic solids

Rychlewska J.

Vibrations in Physical Systems

|

2004

|

Vol. 21

319--322

EN

The aim of this paper is to propose a new alternative approach to the formulation of both discrete and continuum models for the analysis of dynamic problems in elastic composite solids with a periodic microstructure. The proposed approach is based on a periodic simplicial division of the unit cell, [1], and on the assumption of a uniform strain in every simplex. The main feature of the obtained discrete model is the finite-difference form of the governing equations. The proposed discrete model can be formulated on different levels of accuracy. Considerations are restricted to problems in which the typical wavelength of the macroscopic deformation pattern is sufficiently large when compared to the unit cell diameter By applying smoothing operation the continuum models are derived directly from the discrete ones. The general equations obtained in the models proposed here are applied in order to investigate dispersion phenomena in the wave propagation problems.

18

Badanie wrażliwości układów ciągłych metodami układów dyskretnych modelowanych grafami i liczbami

Buchacz A.

Przegląd Mechaniczny

|

2004

|

nr 1

14-17

PL

Przedstawiono badanie wrażliwości parametrycznej układu ciągłego w ujęciu grafu biegunowego i liczby strukturalnej pierwszej kategorii, modele te stanowią etap syntezy układu mechanicznego ciągłego, drgającego wzdłużnie lub skrętnie - ujęcie to umożliwia badanie wrażliwości układu ciągłego na przetransformowanej płaszczyźnie zmiennej zespolonej już na etapie projektowania.

EN

The paper presents investigation of parametrical sensitivity of bar system by means the polar graphs and structural numbers as a stage of the synthesis of longitudinally or torsionally vibrating continuous mechanical systems. This way makes possible investigation of continuous system sensitivity in transformed plane of a complex variable at design stage.

19

Discrete model of twisted rings

Gáspár Z., Németh R.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

2004

|

Vol. 11, No. 2-3

211-222

EN

A discrete model consisting N straight links and N springs is defined. The originally straight model is bent into a discrete torus, then it is twisted. The C2 symmetric shapes can be determined by four parameters, and there are three constrains. The equilibrium paths are determined by the simplex method (piecewise linear approximation). Global bifurcation diagrams, spatial equilibrium shapes and parasitic solutions are analysed.

20

Modele dyskretne siłowników podparcia i zmiany wysięgu żurawia samojezdnego

Cekus D., Posiadała B., Wilczak R.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2003

|

Vol. 8, No. sp.

67-75

PL

W niniejszej pracy opracowano modele dyskretne siłowników podparcia i zmiany wysięgu żurawia samojezdnego. Wyznaczono zastępcze wielkości mas i sprężystości opracowanych modeli- Równania ruchu modeli siłowników mogą być dołączone do opisu ruchu całego układu tworząc w ten sposób zagadnienie sprzężone dynamiki żurawia ? uwzględnieniem modeli opisanych siłowników.

EN

The discrete models of hydraulic cylinders used as support or crane radius change elements of truck crane are created in this work. The reduced masses and elasticities of the models have been derived. The motion equations of the hydraulic cylinder models can he added to the description of the truck crane motion to perform the coupled dynamical problem, including the considered hydraulic cylinder models.