Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rodzaje analiz globalnych prętowych konstrukcji żelbetowych

Ścigałło Jacek, Studziński Robert

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 3

1--5

PL

W artykule omówiono różne rodzaje analiz globalnych żelbetowych konstrukcji prętowych. Na przykładzie ramy żelbetowej porównano wyniki uzyskane z analiz oceny stanu granicznego nośności i użytkowalności. W porównaniu uwzględniono cztery warianty analizy nieliniowej, a uzyskane wyniki odniesiono do powszechnie stosowanej analizy liniowo-sprężystej. We wszystkich analizach uwzględniono wpływ imperfekcji geometrycznych. Obliczenia numeryczne przeprowadzono w programie AxisVM.

EN

The paper discusses various types of global analysis for reinforced concrete structures. On the example of a reinforced concrete frame, the results were compared in the aspect of assessing the ultimate and serviceability limit states. Four types of nonlinear analysis were included in the comparison, and the results obtained were related to the linear-elastic analysis. The influence of geometric imperfections was taken into account in all analyses. Numerical calculations were performed in AxisVM.

2

Diagnostics of stress and strained state of leaf springs of special purpose off-road vehicles

Bazhanova Anastasiia, Nemchuk Oleksii, Lymarenko Oleksandr, Piterska Varvara, Sherstiuk Olha, Khamrai Vadym

Diagnostyka

|

2022

|

Vol. 23, No. 1

art. no. 2022111

EN

The work is devoted to the diagnostics of the stress state of systems that soften the shock load on the vehicle body, the elastic element of the car suspension such as a multi-leaf spring. The construction of a mathematical model taking into account the geometric nonlinearity according to the finite element method theory is considered. Mathematical modelling was carried out to take into account the change in the stiffness matrix of the system when changing its shape. For research, a symmetrical semi-elliptical spring consisting of five leaves is used. All numerous numerical experiments were performed in two computer-aided design (CAD) systems: ANSYS, a heavy multipurpose package and SolidWorks, a middle-level multipurpose package. Computeraided design algorithms have been developed to expand the capabilities of CAD. The analysis of the results obtained allows to conclude that the traditional models of nonlinearity in ANSYS and SolidWorks give approximately the same results, which at the maximum point differ by 20.6% from the data of a full-scale experiment. When using the proposed model, this difference is reduced to 7.95%.

3

Parametric analysis of mast guys within the elastic and inelastic range

Matuszkiewicz Monika, Pigoń Renata

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 1

169--187

EN

The paper concerns the computations of mast guys taking into account both geometric and physical nonlinearities. Experimental studies have been conducted, the aim of which was to determine δ - ε (stress - deformation) relation for steel rope and to determine the value of modulus of elasticity after its pre-stretching. Results of the research were used to create appropriate computational cable models within the elastic and inelastic range in SOFiSTiK software, based on FEM. The computational cable models were then used to perform parametric analyses of single cables with horizontal and diagonal chords and computations of a lattice guyed mast. The computational single cables results obtained in the SOFiSTiK software were confronted with the results obtained by the analytical method, based on the cable equation. The FEM analyses performed for single cables have proven usefulness of presented analytical procedure for computation of structures with cable elements (e.g. guyed masts) taking into account both the geometric and physical nonlinearity of the cables. It has been shown that while using steel ropes without pre-stretching, permanent deformations in the cables may occur, which affect the shape of the cable and may significantly reduce values of forces in the cables. This phenomenon can be particularly dangerous in the case of guyed masts, as it may affect the reduction in rigidity of the mast structure.

PL

Praca dotyczy obliczen odciagów masztu z uwzgędnieniem zarówno nieliniowości geometrycznej, jak i fizycznej. Przeprowadzono badania doświadczalne pewnej liny spiralnej. Celem badań było określenie zależności δ - ε liny (naprężenia - odkształcenia) oraz ustalenie modułu sprężystości liny po jej wstępnym przeciągnięciu. Wyniki badań wykorzystano do utworzenia odpowiednich modeli obliczeniowych cięgien w zakresie spreżystym i pozaspreżystym w środowisku programu SOFiSTiK, opartym o FEM. Modele obliczeniowe cięgna posłużyły do przeprowadzenia parametrycznej analizy porównawczej cięgna płaskiego, cięgna ukośnego oraz kratowego masztu z odciągami. Rezultaty obliczeń pojedynczych cięgien uzyskane w programie SOFiSTiK skonfrontowano z wynikami uzyskanymi metodą analityczną, na podstawie równania cięgna (techniczna teoria cięgna). Uzyskane wyniki okazały się zadowalające - różnice w obliczonych wartościach sił naciągu cięgna S w obu przykładach dla E = const nie przekraczały 1%. Dla E ≠ const różnice były nieco większe (około 2%), co można uzasadnić różnymi iteracyjnymi metodami przybliżonego rozwiązania. Niezależnie od kąta nachylenia cięciwy cięgna do poziomu, wyniki obliczeń cięgien w zakresie liniowo sprężystym i pozasprężystym różnią się istotnie. W pierwszym przypadku cięgna charakteryzują się mniejszymi odkształceniami i większymi siłami naciągu, a w drugim - większymi odkształceniami i mniejszymi siłami naciągu. Ponadto w linach pojawiają się trwałe odkształcenia (im większe obciążenie, tym większe wartości tych odkształceń), które nie znikają po odciążeniu. W przypadku masztów z odciągami zjawisko to może być na tyle niebezpieczne, że może spowodować znaczne zmniejszenie sztywności konstrukcji i utratę jej pionowości, a tym samym niekorzystnie wpłynąć na właściwości użytkowe masztu. Jak pokazuje praktyka projektowa, wstępne rozciąganie nowych lin o dużych długościach i średnicach jest często trudne do wykonania. Dlatego uzasadnione jest przeprowadzenie analiz konstrukcji masztów z uwzględnieniem nieliniowości fizycznej odciągów w przypadku, gdy odciągi wykonano z lin bez wstępnego przeciągnięcia. Przedstawione w artykule wyniki obliczeń dotyczą określonego typu lin stalowych, które były badane w warunkach laboratoryjnych i nie należy ich uogólniać. W przypadku lin stalowych o innej konstrukcji efekty nieliniowe mogą być inne - im więcej drutów w linie, tym charakterystyka naprężenia - odkształcenia jest bardziej nieliniowa. Uniwersalny charakter ma natomiast przedstawiona w pracy metoda postępowania w przypadku wykorzystania do konstrukcji lin bez wstępnego przeciągnięcia.

4

Wybrane właściwości konstrukcji cięgnowych

Pałkowski Szymon

Inżynieria i Budownictwo

|

2019

|

R. 75, nr 7-8

319--324

PL

Przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące obliczania i projektowania konstrukcji cięgnowych. Omówiono charakterystykę materiałów stosowanych na cięgna, problematykę obliczeń konstrukcji cięgnowych z uwzględnieniem nieliniowości geometrycznej i fizycznej ustroju, a także sformułowano pewne wnioski i uwagi, które mogą być przydatne w projektowaniu tych konstrukcji.

EN

The article presents selected issues concerning the calculation and design of cable structures. The characteristics of materials used for cables are discussed, the problems of cable structure calculations with regard to geometric and physical nonlinearity of the system are presented and some conclusions and comments have been formulated that may be useful in the designing of these structures.

5

Modelowanie 3D i analiza numeryczna procesu cięcia blach na gilotynie z uwzględnieniem nieliniowości geometrycznej i fizycznej

Bohdal Ł

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 8-9

688, 690, 692, 694, 696

EN

Presented is a method of modeling the process of cutting metal sheets on shears with consideration given to geometric and physical non-linearity effects. There are cited some selected results of the stress and strain condition as occurring in the process.

PL

Przedstawiono sposób modelowania procesu cięcia blach na gilotynie, z uwzględnieniem nieliniowości geometrycznej i fizycznej. Zademonstrowano wybrane wyniki badań stanów naprężeń i odkształceń występujących w czasie trwania procesu. Do opisu zjawisk zachodzących w czasie trwania procesu na typowym kroku przyrostowym wykorzystano uaktualniony opis Lagrange'a oraz metodę elementów skończonych. Analizy numeryczne zostały przeprowadzone w programie ANSYS/LS-Dyna, z wykorzystaniem metody explicit. Do opisu właściwości ciętej blachy przyjęto równanie konstytutywne Cowpera-Symondsa. Wykonane obliczenia pozwalają prześledzić zjawiska zachodzące podczas kształtowania blachy, co stwarza możliwość optymalizacji procesu projektowania technologii cięcia w zależności od przyjętych kryteriów пр.: jakościowych, czy trwałościowych

6

Finite element simulation of the normal interaction of particles in the visco-elastic solid

Rimsa V., Kacianauskas R., Sivilevicius H.

Mechanics and Control

|

2011

|

Vol. 30, no. 4

245-253

EN

This paper addresses the 3D FE simulation of the normal interaction of stiff but deformable particles in binder matrix on the meso-scale. The particles are assumed to be elastic spheres while matrix is considered as viscoelastic solid. The investigation is aimed to capture interaction in terms of normal forces under tension. The problem is considered by applying geometrically linear and nonlinear approaches. Results illustrate influence of initial interparticle gap reduction of which yields significant increase of the interaction force. Comparison between purely elastic and viscoelastic solutions is also presented.

PL

Niniejszy artykuł dotyczy trójwymiarowej symulacji metodą elementów skończonych oddziaływania w kierunku normalnym sztywnych, ale odkształcalnych cząstek w spoistej osnowie na poziomie mezoskopowym. Cząstki są traktowane jako sprężyste kule, zaś osnowa jako ciało lepkosprężyste. Badania mają na celu znalezienie sił oddziaływania pod obciążeniem. Zagadnienie jest rozpatrywane przy zastosowaniu modelu geometrycznie liniowego i nieliniowego. Wyniki pokazują wpływ wstępnego zmniejszenia odstępu na znaczący wzrost siły oddziaływania. Przedstawione jest również porównanie między rozwiązaniem sprężystym i lepkosprężystym.

7

Obliczanie przekrojów żelbetowych elementów prętowych z uwzględnieniem nieliniowości fizycznej i geometrycznej

Małek E.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2010

|

z. 10

43--46

EN

An essence information on numerical method of calculation reinforced concrete sections with polygonal contour has been presented. The method enables effective designing of such sections in contrary to the other time consuming methods using extensive auxiliary tables or nomograms and diagrams.

8

Effect of end-shortening on the response of a steel cantilever beam with an opening

Rahman M. A., Kowser M. A., Siddiqui M. T.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2008

|

Vol. 13, no 3

735-751

EN

This study is a continuation of our previous study that comprehensively dealt with the response of a slender cantilever beam with an opening of different geometry (circular, elliptical and square, respectively), having the same cross-sectional area, placed at different positions of the beam's span. The effect of end-shortening that becomes important at a high load is included in the present analysis. Obviously, stresses in these beams increase significantly due to the opening. Based on numerical calculations considering geometric nonlinearity and the effect of end shortening, it is found however, that the maximum values of the stresses are actually much smaller than their predictions are by linear theory without considering end-shortening. These stresses remain well below the proportional limit of highly elastic steel. Further, a similar analysis was performed for the case of a cantilever beam of a constant cross-section. It is found that the nonlinear analysis with end-shortening is much more important for a beam with an opening than it is for a beam of a constant cross-section. Though the topic chosen for this paper corresponds to a highly nonlinear boundary value problem, the numerical simulation scheme devised is sound enough to predict the response of the variable cross-section beams with high accuracy. Experimental results obtained by another research group have been compared by simulation; a very good agreement proves the soundness of the present numerical simulation scheme.

9

Dynamical stability problem of a spherical shell under circumferential uniformly distributed surface load

Hryciów Z.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 1

227-234

EN

A thin-walled spherical shell, simply supported at one edge and closed by rigid diaphragm at the second edge, is subjected to acting of uniformly distributed surface load along parallel direction. The loading value increases linearly with time. The problem of dynamic stability of the shell is investigated. The set of equations describing the problem consists of nonlinear dynamic equilibrium equation and of nonlinear strain inseparability equation. Both the equations are solved by Bubnov-Galerkin method, assuming previously forms of deflection function and force function which fulfils the boundary conditions. The result of inseparability equation solving is delimitation of unknown coefficient of the force function. The solution of the equilibrium equation leads to the differential equation of the shell motion. This equation defines the relation between dimensionless amplitude of the deflection function and the load parameter. Coefficients of the equation have very complicated and extended form. The equation is finally solved by numerical Runge-Kutta method with previous calculation of the coefficient values and assuming the starting conditions of the problem. The results of the final solution are presented in the form of graphs: dimensionless amplitude vs. dimensionless time. They make the base to specify the critical load value taking into account required stability criterion.

PL

Cienkościenna powłoka kulista jest podparta przegubowo na jednym brzegu, a na drugim zamkniętą przeponą sztywną w swojej płaszczyźnie. Powłoka jest obciążona równomiernie rozłożoną siłą powierzchniową o kierunku równoleżnikowym, przy czym obciążenie to rośnie liniowo w czasie. Rozpatruje się zagadnienie stateczności dynamicznej powłoki. Układ równań zagadnienia tworzą nieliniowe równanie równowagi dynamicznej oraz nieliniowe równanie nierozdzielności. Oba równania rozwiązuje się metodą Bubnowa-Galerkina, przyjmując uprzednio postać funkcji ugięcia i funkcji sił, spełniające warunki brzegowe. Efektem rozwiązania równania nierozdzielności jest wyznaczenie nieznanego współczynnika tej funkcji. Rozwiązanie równania równowagi dynamicznej prowadzi do równania różniczkowego ruchu powłoki, mającego postać związku między bezwymiarową amplitudą funkcji ugięcia a parametrem obciążenia; współczynniki równania mają bardzo złożoną i rozbudowaną postać. Równanie to rozwiązuje się metodą Runge-Kutta, po uprzednim wyznaczeniu wartości jego współczynników i przyjęciu warunków początkowych zagadnienia. Wyniki rozwiązania mają postać wykresów we współrzędnych bezwymiarowa amplituda - bezwymiarowy czas. Na ich podstawie określa się - oparte o przyjęte kryterium utraty stateczności - obciążenie krytyczne.

10

Large deflection anaIysis of cantilever beams with an opening

Rahman M. A., Rahman M. S., Hossain A. H. M.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2007

|

Vol. 12, no 1

169-181

EN

Numerical solutions have been obtained for analyzing the elastic dellection and stresses of a cantilever beam with a variable cross-sectional area. The variable cross-section was due to a circular, an elliptical and a square openinglhole/slot having the same cross- sectional area placed at different positions of the beam's span. An extensive numerical simulation was carried out using both the smali and large dellection theories to calculate the stresses and the deflections of the same beam. A computer code in "C" has been developed using the Runge-Kutta technique for the purpose of simulation. The position of the opening over the beam's span is found to have significant effect on the beam's response under a tip load. Results show the linear theory fails to account for the change in curvature at high intensity loadings and underestimates the dellections. If same amount of material is removed considering different cross-sectional area (square, circle and ellipse), it is found that the maximum dellection is developed for the circular holes and the square slots. while the circular holes cause to develop the maximum stress. The discrepancy between the linear and nonlinear solutions is the maximum if the hollow section is near the fixed end. Among the three types of openings, the elliptic slots develop the minimum stress and tip dellections.

11

The deformation of the fabric membrane under the pressure

Podešva J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 19

125-129

EN

The production of the fabric bags for bulk materials is quickly developed area of the textile industry. The deformed shape of the plane cloth layer under normal pressure is mathematically described by the partial differential equation, but its solution is known only for simple area. The deformed shape of more complicated geometric configuration (3D) must be found via numerical calculations. After discretization the problem is formed into the system of algebraic equations. But the task is non-linear and the solution brings a range of problems. In the paper the numerical solution for the circular area is compared with the exact solution in closed form. The approaches to handle the problem of nonlinearity are described. Finally the solution of the 3D task is shown.

12

Nonlinear piezo-thermoelastic shell theory applied to control of variable-geometry shells

Tzou H. S., Yang R. J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2000

|

Vol. 38 nr 3

623-644

EN

Complexity of multi-field opto-electromechanical coupling always poses many challenging research issues. Recently due to a rapid development in smart structures and structronic systems, multi-field coupling and control of distributed structronic systems also raises variety of new research, development, and system integration issues. This paper presents a generic nonlinear piezo(electric) -thermoelectromechanical shell theory for a piezoelectric double-curvature shell continuum with admissible boundary cinditions. Applications of the generic theory to other shell and non-shell continua based on four system parameters are also demonstrated. Detailed sensing and control electromechanical characteristics are further investigated in a series of shell of various curvatures. The results show that the membrane sensing/control component dominates the lower natutal modes of deep shells and the bending sensing/control component dominates the natural modes of shallow shell. Electromechanical characteristics and effectiveness of distributed sensors and actuators are evaluated.

PL

Zastosowanie nieliniowej piezo-termosprężystej teorii powłok do sterowania powłok o zmiennej geometrii. W pracy przedstawiono zastosowanie ogólnej nieliniowej piezo-termoelektromechanicznej teorii do piezoelektrycznych powłok o podwójnej krzywiźnie oraz czteroparametrowego kontinuum niepowłokowego. Szczegółowo zbadano elektromechaniczne charakterystyki rozłożonego układu pomiarowego i wykonawczego w ciągu powłok o różnej geometrii. Wyniki wskazują, że membranowe elementy pomiarowe i wykonawcze panują nad dynamiką niskich częstości głębokich powłok, a giętne elementy pomiarowe i wykonawcze nadają się do sterowania powłok małowyniosłych. Zbadano elekromechaniczne charakterystyki i efektywność rozłożonych elementów pomiarowych i wykonawczych.