Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Computer analysis of dynamic reliability of some concrete beam structure exhibiting random damping

Bredow R., Kamiński M.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2021

|

Vol. 26, no. 1

45--64

EN

An efficiency of the generalized tenth order stochastic perturbation technique in determination of the basic probabilistic characteristics of up to the fourth order of dynamic response of Euler-Bernoulli beams with Gaussian uncertain damping is verified in this work. This is done on civil engineering application of a two-bay reinforced concrete beam using the Stochastic Finite Element Method implementation and its contrast with traditional Monte-Carlo simulation based Finite Element Method study and also with the semi-analytical probabilistic approach. The special purpose numerical implementation of the entire Stochastic perturbation-based Finite Element Method has been entirely programmed in computer algebra system MAPLE 2019 using Runge-Kutta-Fehlberg method. Further usage of the proposed technique to analyze stochastic reliability of the given structure subjected to dynamic oscillatory excitation is also included and discussed here because of a complete lack of the additional detailed demands in the current European designing codes.

2

Large amplitude forced vibrations of restrained beams resting on elastic point supports

Fakhreddine Hatim, Adri Ahmed, Chajdi Mohcine, Rifai Said, Benamar Rhali

Engineering Transactions

|

2021

|

Vol. 69, iss. 3

225--242

EN

The present paper concerns the study of geometrically non-linear forced vibrations of beams resting on two different types of springs: rotational and translational. Assuming that the motion is harmonic, the displacement is extended as a series of spatial functions determined by solving the linear problem. Hamilton’s principle and spectral analysis are used to reduce the problem to a non-linear algebraic system solved using a previously developed approximate method. The effects of the nature of the added springs and their location on the non-linear behaviour of the beam are examined. A multimode approach is used in the forced case to obtain results over a wide range of vibration amplitudes. This leads to examining the non-linear forced dynamic response for different positions of each spring and different levels of excitations. Following a parametric study, the non-linear forced mode shapes and their associated bending moments are presented for different levels of excitations and for different vibration amplitudes to give an estimation of the stress distribution over the beam length.

3

Analysis of the associated stress distributions to the nonlinear forced vibrations of functionally graded multi-cracked beams

Chajdi Mohcine, Adri Ahmed, El Bikri Khalid, Benamar Rhali

Diagnostyka

|

2021

|

Vol. 22, No. 1

101--112

EN

Geometrically non-linear vibrations of functionally graded Euler-Bernoulli beams with multi-cracks, subjected to a harmonic distributed force, are examined in this paper using a theoretical model based on Hamilton's principle and spectral analysis. The homogenisation procedure is performed, based on the neutral surface approach, and reduces the FG beams analysis to that of an equivalent homogeneous multi-cracked beam. The so-called multidimensional Duffing equation obtained and solved using a simplified method (second formulation) previously applied to various non-linear structural vibration problems. The curvature distributions associated to the multi-cracked beam forced deflection shapes are obtained for each value of the excitation level and frequency. The parametric study performed in the case of a beam and the detailed numerical results are given in hand to demonstrate the effectiveness of the proposed procedure, and in the other hand conducted to analyse many effects such as the beam material property, the presence of crack, the vibration amplitudes and the applied harmonic force on the non-linear dynamic behaviour of FG beams.

4

Liquid vibrations in cylindrical tanks with and without baffles under lateral and longitudinal excitations

Strelnikova E., Kriutchenko D., Gnitko V., Tonkonozhenko A.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2020

|

Vol. 25, no. 3

117--132

EN

The paper is devoted to issues of estimating free surface elevations in rigid cylindrical fluid-filled tanks dunder external loadings. The possibility of baffles installation is provided. The liquid vibrations caused by lateral and longitudinal harmonic loadings are under consideration. Free, forced and parametrical vibrations are examined. Modes of the free liquid vibrations are considered as basic functions for the analysis of forced and parametric vibrations. The modes of the free liquid vibrations in baffled and un-baffled cylindrical tanks are received by using single-domain and multi-domain boundary element methods. Effects of baffle installation are studied. The problems of forced vibrations are reduced to solving the systems of second order ordinary differential equations. For parametric vibrations the system of Mathieu equations is obtained. The numerical simulation of free surface elevations at different loadings and baffle configurations is accomplished. Beat phenomena effects are considered under lateral harmonic excitations. The phenomenon of parametric resonance is examined under longitudinal harmonic excitations.

5

A multimode approach to geometrically non-linear forced vibration of beams carrying point masses

Fakhreddine Hatim, Adri Ahmed, Chajdi Mohcine, Rifai Said, Benamar Rhali

Diagnostyka

|

2020

|

Vol. 21, No. 4

23--33

EN

The present work deals with the geometrically non-linear forced vibrations of beams carrying a concentric mass under different end conditions. Considering the axial strain energy and expanding the transverse displacement in the form of a finite series of spatial functions, the application of Hamilton's principle reduces the vibration problem to a non-linear algebraic system solved by an approximate method developed previously. In order to validate the approach, comparisons are made of the present solutions with those previously obtained by the finite element method. Focus is made here on the analysis of the non-linear stress distribution in the beam with an attached mass. The non-linear forced deflection shapes and their corresponding curvatures are presented for different magnitudes of the attached mass, different excitation levels and different vibration amplitudes.

6

Linear and geometrically nonlinear free and forced vibrations of multi-cracked beams

Chajdi Mohcine, Adri Ahmed, El Bikri Khalid, Benamar Rhali

Diagnostyka

|

2019

|

Vol. 20, No. 1

111--125

EN

The linear and geometrically nonlinear free and forced vibrations of Euler-Bernoulli beams with multicracks are investigated using the crack equivalent rotational spring model and the beam transfer matrix method. The Newton Raphson solution of the transcendental frequency equation corresponding to the linear case leads to the cracked beam linear frequencies and mode shapes. Considering the nonlinear case, the beam transverse displacement is expanded as a series of the linear modes calculated before. Using the discretised expressions for the total strain and kinetic energies and Hamilton’s principle, the nonlinear amplitude equation is obtained and solved using the so-called second formulation, developed previously for similar nonlinear structural dynamic problems, to obtain the multi-cracked beam backbone curves and the corresponding amplitude dependent nonlinear mode shapes. Considering the forced vibration case, the nonlinear frequency response functions obtained numerically near to the fundamental nonlinear mode using a single mode approach show the effects of the number of cracks, their locations and depths, and the level of the concentric harmonic force. The inverse problem is explored using the frequency contour plot method to identify crack parameters, such as the crack locations and depths. Satisfactory comparisons are made with previous analytical results.

7

Zadanie Kryłowa w przypadku belki na inercyjnym podłożu Własowa

Szcześniak W., Ataman M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 6

728--736, CD

PL

W artykule omówiono pewien sposób znajdowania postaci zamkniętej całki szczególnej w równaniu ruchu sprężystej belki Eulera obciążonej nieinercyjną siłą, poruszającą się po belce ze stałą lub zmienną prędkością. Całka szczególna opisuje drgania czysto wymuszone, a żeby otrzymać pełne rozwiązanie zadania należy jeszcze dodać całkę szczególną opisaną szeregiem. Belka spełnia warunki brzegowe swobodnego podparcia. W pracy zamieszczono również obszerny wykaz literatury związanej z tematyką referatu.

EN

The paper deals with vibrations of the elastic beam caused by the moving force traveling with uniform speed. The function defining the pure forced vibrations (aperiodic vibrations) is presented in a closed form. Dynamic deflection of the beam caused by moving force is compared with the static deflection of the beam subjected to the force P, and compressed by axial forces S=mv². Comparing equations (9) and (13), it can be concluded that the effect on the deflection of the speed of the moving force is the same as that of an additional compressive force 2 S=mv². Selected problems of stability of the beam on the Winkler foundation and on the Vlasov inertial foundation are discussed. One can see that the critical force of the beam on Vlasov foundation is greater than in the case of Winkler's foundation. Numerical examples are presented in the paper.

8

Ruchomy oscylator na moście składanym o pośrednich podporach pływających

Szcześniak W., Ataman M.

Przegląd Komunikacyjny

|

2017

|

R. 72, nr 9

30--33

PL

W artykule omówiono drgania trzyprzęsłowego mostu pontonowego wymuszone przejazdem ze stałą prędkością oscylatora jednomasowego. Przeanalizowano zarówno drgania wymuszone jak i swobodne, kiedy oscylator jest już poza mostem. Rozważano przypadek drgań tłumionych oraz drgania bez uwzględnienia tłumienia. Układ trzech równań opisujących ruch układu most pontonowy-oscylator jednomasowy rozwiązano numerycznie. Wybrane wyniki rozwiązania przedstawiono graficznie na rysunkach.

EN

The paper deals with vibration analysis of three span floating bridge under moving oscillator. Velocity of the oscillator is constant. Forced and free vibrations of pontoon bridge are discussed. Three equations of motion of the system for each span are solved numerically. Solution of damped vibrations and solution for undamped vibrations are presented. Some results are shown in the Figures.

9

Modelling and numerical simulation of parametric resonance phenomenon in vibrating screen

Bąk Ł., Noga S., Stachowicz F.

Vibrations in Physical Systems

|

2016

|

Vol. 27

35--40

EN

In this paper the numerical studies of parametric resonance phenomenon in vibrating screen are presented. Numerical simulations are performed in Ansys Workbench software. Modal analysis is carried out to find the natural frequencies and mode shapes of the sieve. The effect of the excitation frequency on the sieve vibrations in parametric resonance conditions was investigated using the transient analysis. The comparison of numerical and experimental results is presented. It is shown, that two mode shapes of sieve vibrations occur close to the screen operation frequency. Linear dependence between excitation frequency and sieve vibration frequency is obtained. The most stable transient response and the highest vibration amplitude of the sieve is obtained for excitation frequency 47.07 Hz. The range of excitation of parametric resonance is nearly the same as for experimental data.

10

Vibrations of a Horizontal Elastic Band Plate Submerged in Fluid of Constant Depth

Szmidt K., Hedzielski B.

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2016

|

Vol. 63, nr 2-3

191--213

EN

The paper deals with free and forced vibrations of a horizontal thin elastic plate submerged in an infinite layer of fluid of constant depth. In free vibrations, the pressure load on the plate results from assumed displacements of the plate. In forced vibrations, the fluid pressure is mainly induced by water waves arriving at the plate. In both cases, we have a coupled problem of hydrodynamics in which the plate and fluid motions are coupled through boundary conditions at the plate surface. At the same time, the pressure load on the plate depends on the gap between the plate and the fluid bottom. The motion of the plate is accompanied by the fluid motion. This leads to the so-called co-vibrating mass of fluid, which strongly changes the eigenfrequencies of the plate. In formulation of this problem, a linear theory of small deflections of the plate is employed. In order to calculate the fluid pressure, a solution of Laplace’s equation is constructed in the doubly connected infinite fluid domain. To this end, this infinite domain is divided into sub-domains of simple geometry, and the solution of the problem equation is constructed separately for each of these domains. Numerical experiments are conducted to illustrate the formulation developed in this paper.

11

Harmonic analysis of the wind-loaded bar dome at the Satellite Services Centre in Psary

Szaniec W., Zielińska K.

Archives of Civil Engineering

|

2016

|

Vol. 62, nr 1

37--50

EN

The research paper presents the results of the dynamic analysis of an existing bar dome subjected to wind loads. The calculation model of the structure was constructed using the finite element method. The dome was subjected to the standard wind pressure, assuming that it is operates in a harmonic manner. The numerical analyses were performed with the application of Autodesk Robot and MES3D. The analysis focused on the impact of selected factors such as the frequency of forcing, wind gustiness coefficient and structural damping on the behaviour of structures.

PL

Kopuły prętowe to obiekty inżynierskie charakteryzujące się dużymi rozmiarami przy stosunkowo niewielkich przekrojach elementów i jednocześnie dużej lekkości całej konstrukcji. Ustroje te, ze wzglądu na swoją małą sztywność, są wrażliwe na działanie czynników atmosferycznych, w szczególności wiatru. Obciążenie to charakteryzuje się dużą zmiennością, jest w znacznym stopniu czynnikiem losowym, co w sposób istotny utrudnia wykonywanie obliczeń. W przypadku projektowania takich obiektów, na podstawie geometrii obiektu, położenia i charakterystyki terenu przyjmuje się obciążenie w postaci parcia wiatru i na tej podstawie wykonuje obliczenia statyczne. W przypadku rozpatrywanych konstrukcji takie podejście nie zawsze wydaje się uzasadnione, niekiedy wskazane jest wykonywanie analiz dynamicznych. Nawet przy niewielkich siłach wymuszających, czasem trudno zauważalnych, istnieje niebezpieczeństwo wystąpienia zjawiska rezonansu, zarówno całej konstrukcji, jak i jej poszczególnych elementów. Obciążenie wiatrem może być przedstawione jako iloczyn statycznego parcia wiatru oraz funkcji zmieniającej tę wartość w czasie. W pracy przyjęto ją w postaci harmonicznej. Ze względu na brak rzeczywistych charakterystyk wiatrowych przyjęto dość szeroki zakres parametrów opisujących to obciążenie (częstość wymuszenia, współczynniki porywistości, prędkość bazowa).

12

Reliability analysis of the supporting structure subjected to the action forced vibrations

Dudzik A., Radoń U.

Structure and Environment

|

2015

|

Vol. 7, no. 3

118--122

EN

The study concerns the forced vibrations analysis of supporting structure in terms of probabilism. Structural design parameters are defined as the deterministic values and random variables. Random variables are not correlated. The criterion for structural failure is expressed as the limit of functions referring to the ultimate and serviceability limit state. The condition takes into account the material fatigue. The Hasofer-Lind reliability index and the probability of failure was determined. In calculations of reliability methods were used: FORM, SORM, Monte Carlo and Importance Sampling methods. The STAND program is used to present the examples of reliability analysis.

13

Model dynamiczny hydraulicznej pompy wielotłoczkowej z tarczą wychylną

Łatys W., Stojek J.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2011

|

R. 108, z. 1-M

113-126

PL

W artykule przedstawiono analizę drgań wzbudzanych w czasie pracy osiowej pompy wielotłoczkowej z tarczą wychylną. Zbudowano model o 13 stopniach swobody, którego dynamikę opisano układem liniowych równań różniczkowych o stałych współczynnikach. Siły wymuszające drgania wyznaczono na podstawie rzeczywistego przebiegu ciśnienia w cylindrach wirnika pompy. Celem przeprowadzonych analiz numerycznych było zbadanie wpływu zmian wartości wybranych parametrów modelu na charakterystyki dynamiczne układu.

EN

The paper presents the vibration analysis of the multi-piston axial swas-plate hydraulic pump. The dynamic model with 13 degrees of freedom is described by a system of linear differential equations with constant coefficients. The forces acting on the pistons were obtained from the actual pressure run in the cylinder port. The aim of the performed numerical simulations was to investigate the influence of the chosen model parameters on the dynamic characterstics of the pump.

14

Free and forced vibrations of Timoshenko beams described by single difference equation

Majkut L.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2009

|

Vol. 47 nr 1

193-210

EN

In the paper, a new approach to description of the Timoshenko beam free and forced vibrations by a single equation is proposed. The solution to such an equation is a function of vibration amplitudes. The boundary conditions corresponding to such a description of the beam vibration are also given. It was proved that the form of solution to the differential equation depends on the vibration frequency. The change of the solution form occurs when the frequency crosses a specific value omega = pierwiastek z GkA / (pI). The correctness of proposed description was checked through the analysis of free vibration frequencies and amplitudes of forced vibrations with different boundary conditions as well as comparison with the results of finite element analysis.

PL

W pracy zaproponowano, nowe podejście do opisu drgań własnych i wymuszonych belki Timoshenki przez jedno równanie różniczkowe. Rozwiązaniem takiego równania jest funkcja amplitud drgań. Podano również równania opisujące warunki brzegowe odpowiednie do takiego opisu drgań. Udowodniono, że forma rozwiązania równania różniczkowego zależy od analizowanej częstości drgań. Zmiana formy rozwiązania zmienia się, gdy częstość osiąga określoną w pracy wartość omega = pierwiastek z GkA / (pI). Poprawność zaproponowanego opisu sprawdzono przez analizę częstości drgań własnych i amplitudy drgań wymuszonych belek z różnymi warunkami brzegowymi i porównaniem z wynikami otrzymanymi z analizy MES belki.

15

Wpływ politropy produktów natychmiastowej detonacji na drgania kulistej osłony balistycznej

Zielenkiewicz M.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2008

|

Vol. 57, nr 3

201-212

PL

Rozwiązano w zamkniętej analitycznej postaci problem radialnych drgań kulistej grubościennej osłony balistycznej, obciążonej udarowo wewnętrznym ciśnieniem produktów nagłej detonacji wysokoenergetycznego materiału wybuchowego. Założono, że gęstość materiału osłony podczas drgań nie ulega zmianie. Pominięto ruch falowy w produktach detonacji. Założono adiabatyczny proces sprężania i rozprężania produktów detonacji podczas drgań osłony. Uzyskano nieliniowe równanie różniczkowe opisujące oscylacje wewnętrznej powierzchni osłony. Równanie scałkowano numerycznie dla przykładowego materiału osłony i wybranych MW. Wyniki porównano z rozwiązaniem uzyskanym po zlinearyzowaniu równania przez zastosowanie teorii małych odkształceń.

EN

The problem of radial vibration of a thick-walled spherical ballistic casing loaded with inner surge pressure of high explosive detonation products has been solved. The abrupt detonation of high explosive has been considered. The density of the casing material was assumed to be constant during the vibration process. The wave motion of detonation products has been neglected. The adiabatic process of compression and expansion of detonation products during the casing vibration has been assumed. Under such assumptions, the nonlinear differential equation determining the casing inner surface oscillations has been obtained. The equation has been integrated numerically for an exemplary material of the casing and selected HEs. The results have been compared with those obtained through assumption of small strains theory.

16

Radialne drgania grubościennej kulistej osłony balistycznej wymuszone wewnętrznym ciśnieniem produktów natychmiastowej detonacji materiału wybuchowego (MW)

Włodarczyk E., Zielenkiewicz M.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2008

|

Vol. 57, nr 1

229-242

PL

Rozwiązano w zamkniętej analitycznej postaci problem radialnych drgań kulistej grubościennej osłony balistycznej obciążonej udarowo wewnętrznym ciśnieniem produktów nagłej detonacji wysokoenergetycznego materiału wybuchowego. Założono, że gęstość materiału osłony podczas drgań nie ulega zmianie (p = p₀ = const). Pominięto ruch falowy w produktach detonacji. Założono adiabatyczny proces sprężania i rozprężania produktów detonacji podczas drgań osłony. Przy takich założeniach na gruncie teorii małych deformacji uzyskano zamknięte analityczne rozwiązanie problemu. Wykazano, że ciśnienie w produktach detonacji podczas drgań osłony w zakresie małych odkształceń można aproksymować stałą wartością, równą ciśnieniu początkowemu w produktach detonacji.

EN

The problem of radial vibration of the thick-walled spherical ballistic casing loaded with inner pressure surage of the detonation products of a high explosive has been solved. The abrupt detonation of high explosive has been considered. The density of casing material was assumed as constant during a vibration process. The wave motion of the detonation products has been neglected. The adiabatic process of the compression and expansion of the detonation products during the casing vibration has been assumed. Under such assumptions on the basis of small strains theory, the closed form of an analytical solution of the considered problem has been solved. It follows from this solution that during the casing vibration, the pressure of detonation products changes insignificantly and can be approximated by their initial values.

17

Analysis of Forced Vibration of Friction Damper

Skup Z.

Machine Dynamics Problems

|

2007

|

Vol. 31, No. 3

75-86

EN

This paper presents a theoretical study of the process of damping of non-linear vibrations in a one-mass model of a mechanical system over a friction damper. The problem is considered on the assumption of a uniform unit pressure distribution between the contacting surfaces of the friction rings. The steady-state motion of the system is subject to harmonic excitation. The analysis includes the following: the influence of the geometric parameters of the system, its external load amplitude, unit pressures and friction coefficient upon the amplitude-frequency characteristics and the phase-frequency characteristics. Structural friction has been also taken into account. The equation of motion of the examined mechanical system has been solved by means of the slowly varying parameters (Van der Pol) method and digital simulation method.

18

Dynamika grubościennej kulistej osłony obciążonej wewnętrznym ciśnieniem zmiennym w czasie

Włodarczyk E., Zielenkiewicz M.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2007

|

Vol. 56, nr 2

123-145

PL

Zbadano problem radialnych drgań grubościennej osłony kulistej, obciążonej udarowo wewnętrznym ciśnieniem impulsowym. Założono, że materiał osłony jest sprężyście nieściśliwy. Przy takim uproszczeniu uzyskano zamknięte analityczne rozwiązanie zagadnienia dynamiki osłony kulistej w ramach liniowej teorii sprężystości. Okazuje się, że osłona kulista wykonana z materiału nieściśliwego, podobnie jak rura [5], obciążona wewnętrznie udarowo, zachowuje się jak układ o jednym stopniu swobody. Częstotliwość kołowa drgań własnych osłony kulistej jest kilkakrotnie większa od częstotliwości rury o tej samej średnicy wewnętrznej i grubości ścianki.

EN

The problem of radial vibrations of thick-walled spherical casing, loaded with variable in time internal pressure was studied. We assumed that the casing material is incompressible. Furthermore, the linear elasticity theory was used in these considerations. By means of these simplifications, the analytical solution of the dynamics of thick-walled spherical casing loaded with an internal pressure has been obtained. This solution may be used for estimation of strength of the spherical ballistic casings applied to explosively driven specimens in the ring test. Moreover, the results shown in this paper are the contribution to the vibration theory of continuous engineering systems.

19

Longitudinal vibrations of an elastically connected double-rod complex system. Part 2, Forced vibrations

Oniszczuk Z.

Vibrations in Physical Systems

|

2006

|

Vol. 22

297--302

20

Radialne drgania grubościennej rury wymuszone wewnętrznym ciśnieniem impulsowym

Włodarczyk E., Głodowski Z., Paszkowski R.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2005

|

Vol. 54, nr 10

31-48

PL

Zbadano problem radialnych drgań grubościennej rury (lufy) wymuszonych wewnętrznym ciśnieniem impulsowym, równomiernie rozłożonym wzdłuż jej długości. Przyjęto, że materiał rury jest nieściśliwy. Przy takich założeniach uzyskano zamknięte analityczne rozwiązanie płaskiego zagadnienia dynamiki grubościennej rury. Okazuje się, że rura wykonana z materiału nieściśliwego, obciążona wewnętrznie udarowo, zachowuje się jak układ o jednym stopniu swobody. Na przykład, przy stałym nagle przyłożonym ciśnieniu wewnętrznym rura drga ze stałą częstością o(omega)0 wokół stanu określonego przez statyczne rozwiązanie zagadnienia Lame'go. Prezentowane w niniejszej pracy rozwiązanie stanowi fragment analitycznych badań dotyczących dynamiki lufy układu miotającego podczas strzału.

EN

A thick wall pipe (barrel) radial vibrations forced by pulsed internal pressure, homogeneously distributed along its length have been studied. The pipe material was assumed to be incompressible. At these assumptions a closed analytical solution of thick wall pipe problem dynamics has been obtained. It has been found that the pipe made of incompressible material, percussively loaded from inside, behaves like the system of a single degree of freedom. For instant, at a constant, rapidly applied pressure from inside, the pipe vibrates with a constant frequency o(omega)0 around the state determined by the static solution of the Lame problem. The presented in the paper solution is a fragment of analytical studies concerning the dynamics of a barrel of launching system during the shooting.