Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

CFD-FSI analysis of textured journal bearing working with nano lubricant

Hameed Mohanad Ramadhan, Ali Sarmad Ahmed, Hadwan Hamid Hussain, Toman Ahmed Ali, Mahdi Mushrek A.

Diagnostyka

|

2024

|

Vol. 25, No. 2

art. no. 2024212

EN

This research aims to examine the compound impact of adding rectangular textures to various zones on the surface of the bearing and nanoparticles in the lubricant on the properties of journal bearing. A lubrication models with various texture depths and eccentricity ratios of journal bearing are created and simulated using CFD-FSI method to get static properties like load capacity and frictional force. Aluminum oxide nanoparticles were added in weight ratios ranging from 0.1 to 0.5 %, and the change in viscosity due to these additives in the lubricant was considered. Cavitation and the dependence of viscosity on temperature effects are also considered. The validation results show that the acquired results from the current simulation method agree well with the experimental results in the reference. The outcomes indicated that the highest load capacity and the lowest frictional force are found in the high-pressure region. It was noted that the maximum rise in load capacity was 16.51% without nanoparticles at a texture depth of 0.5 mm and eccentricity ratio of 0.1, and with the adding of 0.5 wt. % of nanoparticles to the lubricant in the same region, the load carrying capacity increased to 40.87 % compared to a bearing without textures.

2

Evaluation of YLT method to estimate the load carrying capacity of one-way patched reinforced concrete slab under concentrated load

Kristiawan Stefanus Adi, Basuki Achmad, Supriyadi Agus, Santosa Bambang, Marwoto Sofa

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2023

|

Vol. 28, no. 1

47--57

EN

An unsaturated polyester resin (UPR) mortar was applied to repair the damage to the tension zone's one-way reinforced concrete (RC) slabs. The load carrying capacity of the patched RC slab is of interest to justify the effectiveness of the repair. The Yield Line Theory (YLT) may be used to estimate the load carrying capacity of patched RC slabs under concentrated load. The results of the YLT are compared with the experimental results to evaluate the validity of the YLT method. The results confirm that patching alters the yield line formation, mainly when the concentrated load is applied close to the patching zone. Subsequently, the YLT method provides a higher load carrying capacity estimation deviation for slabs with a loading point near the patching zone. On the other hand, the YLT method estimates load carrying capacity accurately when the loading point is away from the patching zone.

3

Experimental investigation of chopped steel wool fiber at various ratio reinforced cementitious composite panels

Rmdan Amer Akrm A., Al Bakri Abdullah Mohd Mustafa, Ming Liew Yun, Aziz Ikmal Hakem A., Mohd Tahir Muhammad Faheem, Abd Rahim Shayfull Zamree, Amer Hetham A. R.

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 3

661--671

EN

The flexural toughness of chopped steel wool fiber reinforced cementitious composite panels was investigated. Reinforced cementitious composite panels were produced by mixing of chopped steel wool fiber with a ratio range between 0.5% to 6.0% and 0.5% as a step increment of the total mixture weight, where the cement to sand ratio was 1:1.5 with water to cement ratio of 0.45. The generated reinforced cementitious panels were tested at 28 days in terms of load-carrying capacity, deflection capacities, post-yielding effects, and flexural toughness. The inclusion of chopped steel wool fiber until 4.5% resulted in gradually increasing load-carrying capacity and deflection capacities while, provides various ductility, which would simultaneously the varying of deflection capability in the post-yielding stage. Meanwhile, additional fiber beyond 4.5% resulted in decreased maximum load-carrying capacity and increase stiffness at the expense of ductility. Lastly, the inclusion of curves gradually.

4

Efficiency improvement of forest machinery exploitation

Grigorev Igor, Kunickaya Ol'ga, Prosuzhih Alexey, Kruchinin Igor, Shakirzyanov Dmitry, Shvetsova Viktoria, Markov Oleg, Egipko Sergey

Diagnostyka

|

2020

|

Vol. 21, No. 2

95--109

EN

The purpose of this work was to develop a model of the interaction process between the wheeled forwarder and the soil of the cutting area, which allows evaluating the influence of soil conditions, the parameters of the wheeled forwarder, as well as load and number of cycles of its application, on the indicators of resistance and adhesion of the forwarder to the traction surface. Modeling results for 3- and 4-axle forest machines with different load levels showed that for different soil categories, types of bodies, and tire sizes. The results of the approximation analysis enabled the derive of calculation formulas for estimating the propulsive coefficient and rut depth after the first passage depending on the values of load-bearing capacity, body load coefficient, wheel width, and soil deformation module. The proposed model can be used at laying down the skidding roads and its optimization not only in economic terms but also with respect to the environment as intensive harvesting operations lead to extensive soil destructions. The practical application of the results is expressed in increased performance capacities of wood skidding operations and minimization of costs for restoring the productivity of forest area.

5

The Effect of the Concentration of Magnetic Particles on the Operating Parameters of a Slide Journal Bearing Lubricated with Ferro-Oil

Frycz Marcin

Tribologia

|

2019

|

nr 2

43--55

EN

This paper presents an analysis of changes in basic operational parameters of a slide journal bearing in an aspect of a concentration of magnetic particles in ferro-oil as a lubricant. The first part of the article presents an analytical-numerical calculation model. This model is based on experimentally determined physical parameters describing the dependence of ferro-oil viscosity on changes at basic operating parameters. Moreover, dimensionless load carrying capacity, dimensionless friction force and dimensionless coefficient of friction numerical calculations have been obtained by solving the Reynolds type equations using the finite difference method in Mathcad 15 program and the author’s own calculation procedures. The obtained results have been presented in the form of graphs taking into account the influence of the following factors: external magnetic field, corrections related to the influence of pressure changes, corrections related to the influence of temperature changes and corrections related to non-Newtonian properties of the ferro-oil. The analysis of the obtained characteristics in the paper has been carried out, observations have been made as well as conclusions have been drawn regarding the optimal concentration of magnetic particles in the ferro-oil lubricating the slide journal bearing.

PL

W niniejszej pracy została przedstawiona analiza zmian podstawowych parametrów eksploatacyjnych poprzecznego łożyska ślizgowego w aspekcie stężenia cząstek magnetycznych w ferro-oleju będącego czynnikiem smarującym. W pierwszej części pracy został zaprezentowany analityczno-numeryczny model obliczeniowy. Model ten oparty został na fizycznych wielkościach opisujących zależność lepkości ferro-oleju od zmian podstawowych parametrów pracy wyznaczonych na drodze doświadczalnej. Z kolei obliczenia numeryczne rozkładu bezwymiarowej siły nośnej, bezwymiarowej siły tarcia oraz bezwymiarowego współczynnika tarcia wykonano, rozwiązując równania typu Reynoldsa metodą różnic skończonych przy wykorzystaniu program Mathcad 15 i własnych procedur obliczeniowych. Uzyskane wyniki przedstawione zostały w postaci wykresów uwzględniających kolejno wpływ: zewnętrznego pola magnetycznego, korekty związane z wpływem zmian ciśnienia, korekty związane z wpływem zmian temperatury oraz korekty związane z właściwościami nienewtonowskimi ferro-oleju. Dokonana została analiza uzyskanych charakterystyk, zostały poczynione obserwacje oraz wyciągnięte wnioski dotyczące optymalnej zawartości cząstek magnetycznych w ferro-oleju smarującym poprzeczne łożysko ślizgowe.

6

The Ability of Nanocomposite Carbon Coatings to Withstand Friction under Severe Conditions

Kot Marcin, Wiązania Grzegorz, Moskalewicz Tomasz

Tribologia

|

2019

|

nr 5

115--124

EN

The paper presents an analysis of the micromechanical properties of selected thin, hard anti-wear coatings of the type nc-TiN/a-C and nc-TiC/a-C, which were deposited by magnetron sputtering on a steel substrate. The load carrying capacity of the nanocomposite coatings was analysed in point contact with the use of indentation method, a scratch test, and friction test in contact with a ceramic ball. The hardness and modulus of elasticity of the coatings were determined by an instrumented indentation method using a Vickers indenter. The coating adhesion to the substrate was examined in a scratch test. Tribological tests in sliding contact with an Al2O3 ball were made at various loads to determine the limit load in which normal friction occurs. The results of tribological tests were compared with the resistance to plastic deformation index (H3/E2). It was found that the basic micromechanical parameters of coatings provide important information concerning durability and load carrying capacity. However, while predicting wear, it is also important to investigate the nature of the wear process during friction. The wear nature of the nc-TiN/a-C and nc-TiC/a-C coatings depends on the load value and the number of forced loads.

PL

W pracy przedstawiono analizę właściwości mikromechanicznych wybranych cienkich, twardych powłok przeciwzużyciowych typu nc-TiN/a-C oraz nc-TiC/a-C, które zostały osadzone metodą magnetronowego rozpylania na podłożu stalowym. Zdolność nanokopozytowych powłok do przenoszenia obciążeń analizowano w styku skoncentrowanym metodą indentacyjną poprzez testy zarysowania oraz testy tarciowe z ceramiczną kulą. Twardość i moduł sprężystości powłok określono instrumentalną metodą wciskania wgłębnika Vickersa, a adhezję powłok do podłoża zbadano w teście zarysowania. Testy tribologiczne w ślizgowym styku z kulą Al2O3 wykonano przy różnych obciążeniach w celu określenia granicznego obciążenia, w którym zachodzi tarcie normalne. Wyniki badań tribologicznych porównano ze wskaźnikiem odporności na plastyczną deformację (H3/E2). Stwierdzono, że podstawowe parametry mikromechaniczne powłok niosą ważną informację o trwałości i zdolności do przenoszenia obciążeń, jednak w prognozowaniu zużycia istotne jest również zbadanie charakteru zużycia podczas tarcia. Przebieg procesu zużywania powłok nc-TiN/a-Ci nc-TiC/a-C uzależniony jest od wielkości nacisku oraz liczby wymuszeń obciążeniowych.

7

An Analysis of Hydrodynamic Pressure Distribution and Load Carrying Capacity of a Conical Slide Bearing Lubricated with Non-Newtonian Second Grade Flui

Miszczak Andrzej, Czaban Adam

Tribologia

|

2019

|

nr 2

83--95

EN

In this paper, the authors present the equations of the hydrodynamic lubrication theory for conical slide bearings lubricated with the oil with properties described by the Rivlin-Ericksen model. It is assumed, that the considered lubricating oil shows non-Newtonian properties, i.e. it is an oil for which, apart from the classic dependence of oil viscosity on pressure, temperature and operating time, there is also a change in dynamic viscosity values caused by the changes of shear rate. The method of a small parameter was used to solve the conservation of momentum, stream continuity, and energy conservation equations. The small parameter method consists in presenting the sought functions (pressure, temperature, components of the velocity vector) in the form of a uniformly convergent series expansion in powers of a constant small parameter. These functions are substituted into the system of basic equations, and then the series are multiplied by the Cauchy method. By a comparison of the coefficients with the same powers of a small parameter, we obtain systems of partial differential equations, from which the subsequent approximations of unknowns of the sought functions are determined. The small parameter method separates the non-linear system of partial differential equations and creates several linear systems of equations. The aim of this work is to derive the equations describing and allowing the determination of the temperature distribution, hydrodynamic pressure distribution, velocity vector components, load carrying capacity, friction force and friction coefficient in the gap of conical slide bearing, lubricated with the oil of the properties described by the Rivlin-Ericksen model, taking into account its viscosity changes due to time of operation.

PL

W artykule autorzy przedstawiają równania hydrodynamicznej teorii smarowania olejem o modelu Rivlina-Ericksena stożkowego łożyska ślizgowego. Olej ten charakteryzuje się nienewtonowskimi właściwościami, czyli jest to olej, dla którego, oprócz klasycznych zależności lepkości oleju od ciśnienia, temperatury i czasu eksploatacji, występuje dodatkowo zmiana lepkości dynamicznej od szybkości ścinania. Do rozwiązania równań zachowania pędu, ciągłości strugi i zachowania energii wykorzystano metodę małego parametru. Metoda ta polega na przedstawieniu poszukiwanych funkcji (ciśnienia, temperatury, składowych wektora prędkości) w formie jednostajnie zbieżnego szeregu potęgowego rozwiniętego względem stałego małego parametru. Funkcje te podstawia się do układu równań podstawowych, a następnie wymnaża te szeregi metodą Cauchy’ego. Porównując współczynniki przy jednakowych potęgach małego parametru, otrzymuje się układy równań różniczkowych cząstkowych, z których wyznacza się kolejne przybliżenia niewiadomych, poszukiwanych funkcji. Metoda małego parametru rozprzęga nieliniowy układ równań różniczkowych cząstkowych, tworząc kilka liniowych układów równań. Celem niniejszej pracy jest wyprowadzenie równań umożliwiających wyznaczenie rozkładu temperatury, rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego, składowych wektora prędkości, siły nośnej, siły tarcia i współczynnika tarcia w szczelinie poprzecznego łożyska ślizgowego smarowanego olejem o modelu Rivlina-Ericksena z uwzględnieniem zmian lepkości od czasu eksploatacji oleju.

8

Numerical modelling of Shliomis model based ferrofluid lubrication performance in rough short bearing

Munshi Mohmmadraiyan M., Patel Ashok R., Deheri Gunamani

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2019

|

Vol. 57 nr 4

923--934

EN

This paper has attempted to scrutinize the bearing performance of a rough short bearing assisted by a ferrofluid with the help of numerical modelling of the Shliomis model. The transverse roughness is calculated stochastically by averaging the Christensen and Tonder models. A non-zero mean is assumed for the probability density function for the random variable that determines the roughness of the bearing which is symmetrical. This attempt is made to create a more pragmatic and applicable situation. Expressions that can signify a dimensionless form of pressure and bearing load carrying capacity are found using Reynolds’ equation. The load carrying capacity equation is then solved numerically with the help of Simpson’s 1/3 rule to analyze the impact on the bearing system. From the graphical representation, it can be concluded that ferrofluid lubrication based on the Shliomis model can significantly neutralize the negative effects of the bearing roughness on its load carrying capacity.

9

Operating parameters of a slide bearing with parabolic-shaped slide surfaces with consideration of the stochastic changes in the lubrication gap height

Miszczak Andrzej, Wierzcholski Krzysztof

Journal of KONES

|

2019

|

Vol. 26, No. 4

171--178

EN

In this article, the authors present the equations of the hydrodynamic theory for a slide bearing with parabolicshaped slide surfaces. The lubricating oil is characterized by non-Newtonian properties, i.e. an oil for which, apart from the classic oil viscosity dependence on pressure and temperature, also an effect of the shear rate is taken into account. The first order constitutive equation was adopted for considerations, where the apparent viscosity was described by the Cross equation. The analytical solution uses stochastic equations of the momentum conservation law, the stream continuity and the energy conservation law. The solution takes into account the expected values of the hydrodynamic pressure EX[p(ϕ,ζ)], of the temperature EX[T(ϕ,y,ζ)], of the velocity value of lubricating oil EX[vi(ϕ,y,ζ)], of the viscosity of lubricating oil EX[ηT(ϕ,y,ζ)] and of the lubrication gap height EX[εT(ϕ,ζ)]. It was assumed, that the oil is incompressible and the changes in its density and thermal conductivity were omitted. A flow of lubricating oil was laminar and non-isothermal. The research concerned the parabolic slide bearing of finite length, with a smooth sleeve surface, with a full wrap angle. The aim of this work is to derive the stochastic equations, that allow to determine the temperature distribution, hydrodynamic pressure distribution, velocity vector components, load carrying capacity, friction force and friction coefficient, in the parabolic sliding bearing, lubricated with nonNewton (Cross) oil, including the stochastic changes in the lubrication gap height. The paper presents the results of analytical and numerical calculation of flow and operating parameters in parabolic sliding bearings, taking into account the stochastic height of the lubrication gap. Numerical calculations were performed using the method of successive approximations and finite differences, with own calculation procedures and the Mathcad 15 software.

10

Analysis of the Values of Hydrodynamic Pressure and Load Carrying Capacities for Various Methods of Solving a Reynolds Type Equation

Miszczak A., Wierzcholski K.

Tribologia

|

2018

|

nr 4

55--62

EN

Calculations of the hydrodynamic pressure distribution in the slide bearing gap occur most often on the basis of ready-made computer programs based on CFD methods or one’s own calculation procedures based on various numerical methods. The use of one’s own calculation procedures and, for example, the finite difference method, allows one to include in the calculations of various additional non-classical effects on the lubricant (e.g., the influence of the magnetic field on ferrofluid, the influence of pressure or temperature on viscosity changes, non-Newtonian properties of lubricant or various non-classical models of dynamic viscosity changes). The aim of the authors’ research is to check how large the differences in results may be obtained using the two most frequently used methods of solving a Reynolds type equation. In this work, the authors use the small parameter method and the method of subsequent approximations to determine the distribution of hydrodynamic pressure. For numerical calculations, the finite difference method and our own calculation procedures and Mathcad 15 software were used. With both methods, identical conditions and parameters were assumed and the influence of pressure and temperature on viscosity change was taken into account. In the hydrodynamic pressure calculations, a laminar flow of the lubricating liquid and a non-isothermal lubrication model of the slide bearing were adopted. The classic Newtonian model was used as a constitutive equation. A cylindrical-type slide bearing of finite length with a smooth pan with a full wrap angle was accepted for consideration. In the thin layer of the oil film, the density and thermal conduction coefficient of the oil were assumed to remain unchanged.

PL

Obliczanie rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego w szczelinie łożyska ślizgowego następuje najczęściej na podstawie gotowych programów komputerowych opartych na metodach CFD lub własnych procedur obliczeniowych opartych na różnych metodach numerycznych. Zastosowanie własnych procedur obliczeniowych i np. metody różnic skończonych pozwala na uwzględnienie w obliczeniach różnych dodatkowych nieklasycznych oddziaływań na czynnik smarujący (np. pola magnetycznego na ferrociecz, wpływu ciśnienia lub temperatury na zmianę lepkości, właściwości nienewtonowskich czynnika smarującego, różnych nieklasycznych modeli zmian lepkości dynamicznej). Celem badań autorów jest sprawdzenie, jak duże różnice w wynikach uzyskuje się, stosując dwie często wykorzystywane metody rozwiązywania równania typu Reynoldsa. W niniejszej pracy autorzy wykorzystują metodę małego parametru oraz metodę kolejnych przybliżeń w celu wyznaczenia rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego. Do obliczeń numerycznych wykorzystano metodę różnic skończonych, własne procedury obliczeniowe oraz oprogramowanie typu Mathcad 15. Przy obu metodach stosuje się identyczne warunki i parametry oraz uwzględnia się wpływ ciśnienia i temperatury na zmianę lepkości. W obliczeniach ciśnienia hydrodynamicznego przyjęto laminarny przepływ cieczy smarującej oraz nieizotermiczny model smarowania łożyska ślizgowego. Jako równanie konstytutywne zastosowano klasyczny model newtonowski. Do rozważań przyjęto walcowe łożysko ślizgowe o skończonej długości z gładką panewką o pełnym kącie opasania. W cienkiej warstwie filmu olejowego przyjęto niezmienność gęstości i współczynnika przewodzenia ciepła oleju od temperatury.

11

Wpływ łączników mechanicznych na nośność połączeń hybrydowych

Rośkowicz M., Chudowolska J.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2018

|

nr 1

52--54

PL

W pracy zaprezentowano rezultaty własnych badań, których celem było porównanie nośności połączeń dwuzakładowych, w których łączono element wykonany z polimerowych materiałów kompozytowych z dwoma elementami stalowymi. Elementy były łączone metodą klejenia (połączenia adhezyjne), metodą mechaniczną i hybrydową (adhezyjno – mechaniczną). W badaniach wykorzystano klej Epidian 57/Z1 oraz elementy przygotowane na bazie prepregów węglowych techniką autoklawową. Stwierdzono, że nośność połączeń hybrydowych w istotny sposób zależy od materiału, z którego wykonane są łączniki mechaniczne oraz od parametrów geometrycznych samych łączników. Stwierdzono również, że zastosowanie łączników mechanicznych w połączeniu hybrydowym zabezpiecza węzeł przed gwałtownym zniszczeniem w przypadku dekohezji połączenia adhezyjnego.

EN

The paper presents the results of own research, the aim of which was to compare the load capacity of two-lap joints, in which the element made of polymer composite materials was connected with two steel elements. The elements were joined by adhesive bonding (adhesive joints), mechanical and hybrid (adhesive – mechanical). In the research involved using elements based on CFRP prepreg using the autoclave technique and Epidian 57/Z1 adhesive. It was found that the load capacity of hybrid joints depends significantly on the material from which the mechanical fasteners are made and on the geometrical parameters of festeners. It has also been found that the use of mechanical fasteners in a hybrid connection protects the construction node against rapid destruction in the case of adhesive joint decohesion.

12

Exploitation parameters of the transverse slider bearings, lubricated with used oil of non-Newtonian properties

Miszczak A., Sikora G.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2018

|

no. 1

69--75

EN

In this paper authors present result of the experimental research and numerical calculations of the exploitation parameters of transverse slider bearings, lubricated with the used oil of non-Newtonian properties. The results of the experimental research are based on rheological examinations of the used oil in its exploitation time. These results leaded to the preparation of the dependence models of the dynamic viscosity on diverse influences, such as temperature and pressure and also shear rate and oil ageing. The effect of temperature on the dynamic viscosity was described by an exponential function. The pressure effect is modelled with a combined function, which takes into account the initial viscosity and the high pressure viscosity. For modelling of the shear rate influence, the modified Cross model was used, while oil ageing process has been related with exponential function to the exploitation period between oil changes as variable. Apparent viscosity is a product of dynamic viscosity of diverse influences. In this way, the modelled viscosity was substituted for the fundamental equations, which are momentum conservation, energy conservation, and the continuity equation. After that, received equations were non-dimensionalized, and a value of each part was estimated. Parts in an order of the same magnitude as radial clearance were neglected, as they have insignificant influence on the further numerical calculations. Using Mathcad 15 software, our own calculation procedures, the finite element method, and iterative procedure, the influence of each dependence on exploitation parameters were calculated. Influences which are commonly taken into account in the calculations of friction nodes are the influence of temperature and pressure. Such influences as non-Newtonian properties and oil ageing are much more rarely in the literature and scientific publications. The authors have not met such a complex research yet. In this way, the prepared research conduction, which binds correlations used in the literature and the results of the experimental research, made it possible to indicate the influences of non-Newtonian properties and oil ageing on exploitation parameters of journal slider bearings. From the numerical calculations results that drop of the dynamic viscosity caused by the increase of the shear rate can cause a drop of the carrying capacity of the bearing even in 21%. A similar drop of the carrying capacity can be observed after taking into account oil ageing on the last stage of its exploitation time. When taking all of the above mentioned influences into account in the numerical calculations of the flow and exploitation parameters of the slider bearings, it appears that at the last stage of exploitation time, the drop of the carrying capacity may exceed 30%.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych oraz obliczenia numeryczne parametrów przepływowych i eksploatacyjnych poprzecznych łożysk ślizgowych, smarowanych przepracowanym olejem. Wyniki badań doświadczalnych opierają się na pomiarach właściwości reologicznych oleju silnikowego w trakcie jego eksploatacji. Posłużyły one do opracowania modeli zależności lepkości dynamicznej oleju od poszczególnych wpływów, tj. temperatury i ciśnienia, a także szybkości ścinania i starzenia oleju. Wpływ temperatury na lepkość dynamiczną został opisany funkcją wykładniczą. Wpływ ciśnienia zamodelowano funkcją mieszaną, uwzględniającą lepkość początkową oraz lepkość w wysokich ciśnieniach. Do zamodelowania wpływu prędkości ścinania użyto zmodyfikowanego modelu Crossa. Natomiast wpływ starzenia uzależniono funkcją wykładniczą, uwzględniając okres pomiędzy planowanymi wymianami oleju jako zmienną. Lepkość pozorna jest iloczynem poszczególnych zmian lepkości od odpowiednich wpływów. Tak zamodelowaną lepkość podstawiono do równań podstawowych, tj. równania zachowania pędu, energii i ciągłości strugi, a następnie ubezwymiarowiono i oszacowano wielkości poszczególnych członów. Człony rzędu wielkości luzu promieniowego pominięto jako mające nieznaczny wpływ na wyniki obliczeń numerycznych. Przy pomocy oprogramowania komputerowego Mathcad 15, własnych procedur obliczeniowych, metody różnic skończonych oraz metody kolejnych przybliżeń obliczono wpływy poszczególnych zależności na parametry eksploatacyjne poprzecznego łożyska ślizgowego. Wpływy powszechnie uwzględniane w obliczeniach węzłów tarcia to wpływ temperatury oraz ciśnienia. Wpływy nienewtonowskie oraz starzenia o wiele rzadziej pojawiają się w literaturze fachowej oraz artykułach naukowych. Autorzy nie spotkali się dotychczas z tak kompleksowymi badaniami. Tak opracowany proces badawczy, wiążący zależności stosowane w literaturze oraz wyniki badań doświadczalnych, pozwolił na ustalenie wpływu właściwości nienewtonowskich oraz starzenia oleju na parametry eksploatacyjne poprzecznych łożysk ślizgowych. Z obliczeń numerycznych wynika, iż spadek lepkości oleju spowodowany zwiększeniem szybkości ścinania może powodować spadek siły nośnej łożyska ślizgowego nawet o 21%. Podobny spadek siły nośnej łożyska następuje w wyniku uwzględnienia starzenia oleju, na koniec jego eksploatacji w silniku. Uwzględniając wszystkie z wymienionych wpływów w obliczeniach numerycznych parametrów eksploatacyjnych i przepływowych łożysk ślizgowych, okazuje się, że w końcowym okresie eksploatacji oleju spadek siły nośnej łożyska może przekraczać 30%.

13

Analysis of the influence of the changes in the value of dynamic viscosity coefficient in the direction of oil film thickness on the journal bearing load carrying capacity

Miszczak A.

Journal of KONES

|

2018

|

Vol. 25, No. 3

355--362

EN

This article presents the results of numerical calculations of the hydrodynamic pressure distribution, load carrying capacity, friction force and friction coefficient of the slide journal bearing, if the assumed model of hydrodynamic lubrication takes into account the dependence of oil viscosity values on its temperature in all three directions of the adopted coordinate system, in particular, also across the thickness of the lubricant layer. This research considered the slide journal bearing lubricated with the Newtonian oil. The flow of oil was modelled as laminar and stationary. The bearing bushing had a full angle of wrap and its surfaces were smooth. In order to obtain hydrodynamic pressure distributions, the Reynolds type equation was numerically solved by application of the finite difference method (FDM). The numerical procedures for this research were prepared with the Mathcad 15 software. When adopting the classic models and simplifications for the hydrodynamic lubrication and a thin boundary layer, it is assumed, that the hydrodynamic pressure of lubricating oil does not depend on the position measured across the height of the lubrication gap. On the other hand, it is known, that the dynamic viscosity strongly depends on the temperature, which is a function of all three spatial variables. The aim of this work is to include, in the hydrodynamic lubrication model, the changes of viscosity in the direction of oil film thickness, and to investigate how it will affect the hydrodynamic pressure distribution and load carrying capacity of the journal bearing.

14

Load-carrying capacity of axially loaded concrete-filled steel tubular columns made of thin tubes

Abramski M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 3

902--913

EN

An experimental investigation was conducted on 30 CFST columns. An influence of the following factors on load-carrying capacity of the investigated columns was analyzed: the column slenderness (λ1 = 42, λ2 = 27 and λ3 = 15), the tube thickness (the reinforcement ratio was equal to 4% or 6%), the way of applying the load to CFST columns (through the concrete core or through the entire cross-section), the bond strength between a steel tube and a concrete core. The results of the experimental investigation let the author derive a practical method of determining load-bearing capacity of CFST columns. The Eurocode 4 provisions regulating composite steel and concrete structures design impose the minimum share of a steel tube in the cross-sectional area of a CFST column. This minimum share is the prerequisite for the Eurocode 4 to be applicable. It ranges from 0.5% to 6%. As the experimental research presented in the paper indicate, the CFST columns of such low reinforcement ratios can be also effective in carrying loads. The proposed method is a second order analysis based on stiffness, similarly as the calculation procedure for the ordinary reinforced concrete columns which is used in Eurocode 2. The experimental results prove the author's suggestion to be correct.

15

The analysis of hydrodynamic pressure distribution and load carrying capacity in the gap of slide journal bearings with micro-grooves

Miszczak A.

Tribologia

|

2017

|

nr 2

119--126

EN

The purpose of this paper is to analyse the distribution of hydrodynamic pressure, load carrying capacities, and friction force in the gap of the slide bearing on account of the type, number, and size of micro-grooves on the surface of the sleeve. It was assumed that micro-grooves were distributed equally on the circumference of the sleeve as well as parallel to its axis. Micro-bearings with micro-grooves are more and more of ten utilized in the technical applications, e.g., in HDD disks or in computer fans. It is advisable to carry out a numerical analysis on the influence of the number and the size of micro-grooves on the value of the Basic flow parameters in the slide micro-bearing. A laminar flow of lubricating fluid and an isothermal model of the lubrication of the slide bearing was used for the analysis. A classical Newtonian model was applied as the constitutive equation. A cylindrical slide Bering with the finished length and smooth sleeve, and a full wrap angle was used for the research. The density and thermal conductivity of the oil were considered to be constant in the thin film of oil. The results of measurements of shape and sizes of micro-grooves in real micro-slide bearings were presented by the author in the previous publications. The results of that research are used at present to determine the preliminary assumptions concerning the shape and the size of the micro-grooves. The results obtained in the research show the minor influence of micro-grooves on the value of the friction force and a few percentages rate influence of micro-grooves on the value of load carrying capacity.

PL

Celem niniejszej pracy jest analiza rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego, siły nośnej i siły tarcia w szczelinie poprzecznego łożyska ślizgowego ze względu na rodzaj, liczby i wielkość mikrorowków na powierzchni panewki. Do analizy przyjęto mikrorowki rozłożone równo po obwodzie panewki i równoległe do osi panewki. Mikrołożyska ślizgowe z mikrorowkami są coraz częściej stosowane w technice, np. w dyskach HDD czy też wentylatorach komputerowych. Celowym jest dokonanie analizy numerycznej, jaki wpływ na wartość podstawowych parametrów przepływowych ma liczba i wielkość mikrorowków. Do analizy hydrodynamicznego smarowania przyjęto laminarny przepływ cieczy smarującej oraz izotermiczny model smarowania łożyska ślizgowego. Jako równanie konstytutywne zastosowano klasyczny model newtonowski. Do rozważań przyjęto walcowe łożysko ślizgowe o skończonej długości z gładką panewką o pełnym kącie opasania. W cienkiej warstwie filmu olejowego przyjęto niezmienność gęstości i współczynnika przewodzenia ciepła oleju. Wyniki pomiaru kształtu i wymiaru mikrorowków w rzeczywistych mikrołożyskach ślizgowych autor przedstawiał we wcześniejszych publikacjach. Wyniki tych badań służą obecnie do określenia wstępnych założeń dotyczących kształtu i wielkości mikrorowków. Uzyskane wyniki badań wskazują na znikomy wpływ mikrorowków na wartość siły tarcia i kilkuprocentowy wpływ mikrorowków na wartość siły nośnej.

16

Magnetic field impact on the temperature and pressure distribution in slide journal bearing

Wierzcholski K., Miszczak A.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 2

279--286

EN

The topic of the presented article aims to demonstrate a new principle of hydrodynamic lubrication in mechanical, non-isothermal and electro-magnetic fields. In this article is presented hydrodynamic slide journal bearing in electromagnetic field. The aim of this article is a new general analytical and numerical solution determined the influence of the electro-magnetic field on the temperature distribution in the internal surfaces of the slide-bearing sleeve and pressure distribution in bearing gap. To the research methods and materials used in this article realization belong: the Mathcad 15 Professional Program and new semi-analytical methods applied for theory of hydrodynamic lubrication extended to the curvilinear orthogonal surface and coordinates. Particular solutions are introduced to the cylindrical coordinates. To the obtained results of lubrication of movable sleeve surface belong the increments of the bearing load carrying capacity during the presence and absence magnetic induction field in the case if non-Newtonian lubricant features and constant temperature are taken into account. Simultaneously are observed the increments of the bearing load carrying capacity during the presence magnetic field and Newtonian lubricant. Temperature increments (decrements) without and with magnetic field lead to the hydrodynamic pressure decrements (increments). Moreover are assumed simultaneously the temperature T and oil dynamic viscosity variations in length, width and bearing gapheight directions. From this assumption follows, that the energy equation must be solved simultaneously with the equations of motion i.e. consequently with pressure equation where viscosity depends on temperature and temperature depends on the coordinate in gap height direction.

17

Carrying capacity and friction forces in a transverse journal bearing, lubricated with non-Newtonian oil

Miszczak A., Sikora G.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 3

203--210

EN

In this article, the authors present the results of numerical calculations. Calculations concern dimensionless carrying capacity and friction forces in a transverse journal bearing, lubricated by the oil of non-Newtonian properties. For analytical-numerical considerations a model of apparent viscosity changes based on exploitation time, pressure, temperature, shear rate was assumed The non-Newtonian properties of lubricating oil were characterized by increasing viscosity with increasing shear rate and described as an additional part in the constitutive equationβ3·tr(A1 2)A1. Analytical-numerical calculations were performed for smooth, non-porous plain bearing with full angle of wrap. Non-isothermal, laminar and fixed flow of lubricant in the lubrication gap of the journal bearing was assumed. Numerical calculations of hydrodynamic pressure distribution were made for Reynolds boundary conditions. The finite difference method was used to determine the Reynolds equation and the successive approximation method by taking into account the influence of pressure, temperature and non-Newtonian properties on the change of apparent viscosity. The results of the calculations are presented in the form of graphs and tables illustrating the influence of relative eccentricity and pressure, temperature and non-Newtonian properties on changes in the dimensionless load and friction force. Analysis of the obtained results illustrates the high-pressure effect on the increase of the carrying capacity and friction force for high relative eccentricities. A similar situation is by considering the non-Newtonian properties.

18

An analysis of the efficiency of design methods

Rogalska M., Słowik M.

Zeszyty Naukowe / Wyższa Szkoła Oficerska Wojsk Lądowych im. gen. T. Kościuszki

|

2016

|

Nr 4

146--160

EN

The objective of the paper is to analyze the efficiency of design methods proposed in different codes according to the load carrying capacity of concrete structures. In particular, three standard recommendations have been considered: the ACI 318 shear design model, the equation by Eurocode 2 and a new design procedure from Model Code 2010. In the paper the flexural concrete members, which are reinforced longitudinally but without transverse reinforcement, are considered. The design values of the load carrying capacity of such members obtained from these three codes were compared with experimental results. An advanced statistical analysis has been applied to predict of dependent variable (load carrying capacity of tested beams) and to perform a comparative analysis. On the basis of the analysis conclusions have been drawn according to the fit between the design methods and the test data.

19

Changing of resistance of RC beam in bending due to reinforcement corrosion

Koteš P.

Ochrona przed Korozją

|

2016

|

nr 1

18--21

EN

The quality and the durability of the concrete structures are affected by lots of degradation processes. The degradation processes influence mainly concrete and reinforcement and cause chemical, physical and mechanical changes in materials. The paper deals with reinforcement corrosion and its influence on the reliability of the existing bridge concrete structures. One type of passive stage calculation and one type of active stage calculation are considered in this paper. The probabilistic approach is used for the time dependent resistance solution.

PL

Na jakość i trwałość konstrukcji betonowych wpływa wiele procesów o charakterze degradującym. Procesy degradacji dotykają głównie betonu i zbrojenia. Powodują zmiany chemiczne, fizyczne i mechaniczne w tych materiałach. W artykule scharakteryzowana została korozja zbrojenia i jej wpływ na niezawodność istniejących konstrukcji mostów betonowych. Omówiono dwa rodzaje obliczeń – po jednym dla obliczania pasywnego etapowego i obliczania aktywnego etapowego. Dla rozwiązania czasowo zależnej odporności zastosowano podejście probabilistyczne.

20

Obliczeniowa analiza belek żelbetowych wzmocnionych naprężonymi taśmami CFRP

Seręga S., Kotynia R., Lasek K.

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

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

279--287

PL

W artykule przedstawiono numeryczną analizę belek żelbetowych wzmocnionych wstępnie sprężonymi taśmami CFRP. Celem badań była analiza efektywności czynnego wzmocnienia w odniesieniu do powszechnych biernych metod wzmacniania elementów zginanych. Badania miały ponadto wykazać wpływ historii obciążenia elementu przed wzmocnieniem na stopień jego wzmocnienia. Zaproponowano dwuwymiarowy model konstrukcji z uwzględnieniem fizycznie nieliniowych charakterystyk materiałów składowych. Symulacje numeryczne wykonane dla skalibrowanego modelu mechanicznego wykazały bardzo dobrą zgodność z wynikami doświadczalnymi.

EN

The article presents numerical analysis of reinforced concrete beams strengthened with pretensioned CFRP laminates. The aim of the tests was to analyse the effectiveness of the active strengthening in relation to the general passive methods of strengthening RC members in flexure. Moreover, studies have shown the influence of the loading history before strengthening on the strengthening ratio. The calculated two-dimensional structural model taking into account the physical characteristics of the nonlinear component materials was proposed in the paper. Numerical simulations performed for the calibrated mechanical model showed a very good agreement with experimental results. Numerical analysis was broadened to include elements of non-strengthened RC members and the strengthened ones with passive CFRP laminates.