Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A contribution to structural reliability analysis of composite high-pressure hydrogen storage tanks

Sid Amer Youcef, Benammar Samir, Fah Tee Kong, Wadi Mohammed, Jouda Mohammed S.

Journal of KONBiN

|

2023

|

Vol. 53, iss. 2

33--44

EN

Although composite high-pressure tanks are a subject of growing interest, especially for hydrogen storage applications, a detailed structural reliability analysis still needs to be improved. This work aims to provide a probabilistic investigation of the mechanical response of composite high-pressure hydrogen storage tanks using the Monte Carlo Simulation method. A performance function based on the circumferential model of composite pressure cylinders is employed with five random design variables. According to the results, the internal pressure and the helical layer thickness are the foremost parameters significantly impacting the structural reliability of the tank, whereas, the helical layer thickness and winding angles have a minor influence. In addition, high coefficients of variation values cause the contraction of the safety margin potentially leading to the failure of the composite hydrogen high-pressure tank. The obtained results were validated with experimental tests available in the literature.

PL

Chociaż kompozytowe zbiorniki wysokociśnieniowe są przedmiotem rosnącego zainteresowania, zwłaszcza w zastosowaniach związanych z magazynowaniem wodoru, szczegółowa analiza niezawodności konstrukcji wciąż wymaga poprawy. Niniejsza praca ma na celu zapewnienie probabilistycznego badania odpowiedzi mechanicznej kompozytowych wysokociśnieniowych zbiorników do przechowywania wodoru przy użyciu metody symulacji Monte Carlo. Zastosowano funkcję wydajności opartą na modelu obwodowym kompozytowych cylindrów ciśnieniowych z pięcioma losowymi zmiennymi projektowymi. Zgodnie z wynikami, ciśnienie wewnętrzne i grubość warstwy obwodowej są głównymi parametrami istotnie wpływającymi na niezawodność konstrukcyjną zbiornika, podczas gdy grubość warstwy spiralnej i kąty uzwojenia mają niewielki wpływ. Ponadto duże wartości współczynników zmienności powodują kurczenie się marginesu bezpieczeństwa potencjalnie prowadząc do awarii kompozytowego zbiornika wysokociśnieniowego na wodór. Uzyskane wyniki zostały zweryfikowane z badaniami eksperymentalnymi dostępnymi w literaturze.

2

Load and resistance factors for prestressed concrete girder bridges

Nowak Andrzej S., Iatsko Olga

Budownictwo i Architektura

|

2020

|

Vol. 19, no 3

103--115

EN

There has been a considerable progress in the reliability-based code development procedures. The load and resistance factors in the AASHTO bridge design code were determined using the statistical parameters from the 1970's and early 1980’s. Load and resistance factors were determined by first fixing the load factors and then calculating resistance factors. Load factors were selected so that the factored load corresponds to two standard deviations from the mean value and the resistance factors were calculated so that the reliability index is close to the target value. However, from the theoretical point of view, the load and resistance factors are to be determined as coordinates of the so-called “design point” that corresponds to less than two standard deviations from the mean. Therefore, the optimum load and resistance factors are about 10% lower than what is in the AASHTO LRFD Code. The objective of this paper is to revisit the original calibration and recalculate the load and resistance factors as coordinates of the “design point” for prestressed concrete girder bridges. The recommended new load and resistance factors provide a consistent reliability and a rational safety margin.

PL

Odnotowano znaczący postęp w procedurach tworzenia norm opartych na niezawodności. Częściowe współczynniki bezpieczeństwa od obciążenia i nośności do projektowania mostów według AASHTO zostały określone przy użyciu parametrów statystycznych z lat 70-tych i wczesnych 80-tych. Początkowo ustalono współczynniki obciążenia, a następnie obliczono współczynniki nośności. Współczynniki obciążenia dobrano tak, aby obciążenie odpowiadało dwóm odchyleniom standardowym od wartości średniej, a współczynniki nośności obliczono tak, aby wskaźnik niezawodności był zbliżony do wartości docelowej (optymalnej). Jednakże, z teoretycznego punktu widzenia współczynniki obciążenia i nośności należy określić jako współrzędne tzw. „Punktu projektowego”, które mogą odpowiadać mniej niż dwóm odchyleniom standardowym od wartości średniej. W związku z tym, optymalne współczynniki obciążenia i nośności są o około 10% niższe niż te podane w normie AASHTO LRFD. Celem tego artykułu jest ponowna analiza kalibracji i obliczenie współczynników obciążenia i nośności jako współrzędnych „Punktu projektowego”, dla sprężonych mostów belkowych. Zalecane nowe współczynniki obciążenia i nośności zapewniają stałą niezawodność i racjonalny margines bezpieczeństwa.

3

Concept of determination and analysis of the break-even point for a mining enterprise

Fuksa D.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 2

395--410

EN

The paper presents a new concept of determination of the break-even point (BEP) for multi-assortment production enterprises. Against the background of the discussed methods for the analysis and assessment used so far in relation to the mining sector, the complexity of the problem of determination of the BEP in the event of multi-assortment production is brought to a closer focus. The paper also presents two author’s own methods for the calculation and for the practical application for the needs of management of a mine and of a group of mines (company, enterprise, holding) in present market conditions.

PL

Praca przedstawia nową koncepcję wyznaczania progu rentowności dla przedsiębiorstw o produkcji wieloasortymentowej. Na tle przedyskutowanych dotychczasowych sposobów jego analizy i oceny w odniesieniu do branży górniczej, przybliżono złożoność problemu określenia progu rentowności przy produkcji wieloasortymentowej oraz zaproponowano dwie autorskie metody jego obliczania i praktycznego wykorzystania dla potrzeb zarządzania kopalnią oraz grupą kopalń (spółka, kompania, holding) w obecnych uwarunkowaniach rynkowych.

4

"SIX SIGMA" aided design of a fuselage composite panel

Granito M., Gambino B., Iannuzzo G., Lecce L.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 4

380-384

EN

Six Sigma Method (SSM) is included in the "Robust Design" context and allows to reduce the sensitivity to external factors during design and manufacturing phase and during the product lifecycle, too. Organisations like Sony, Honda, Lockeed Martin, Motorola, Toshiba proved to be interested in this method but, only in 1979, Motorola first took into account this method for industrial problems, with the aim of improving product quality and reducing manufacturing costs. 'Six Sigma' ability of meeting customer requirements (in terms of costs and quality) and its intrinsic property of identifying and quantifying design parameters influence on final product performance, makes such method a valid and powerful tool for designers. In the paper at hand, a design evolution for a composite fuselage panel is presented applying SSM. At first, basing on a Safety Margin optimized panel, the influence of the design parameters variation was estimated, assuming, as constraint, a deviation of the Safety Margin confined within +/-5%. The most critical parameters resulted: the ply thickness, the material allowable strain, the lamina Young moduli along the main plane directions, the shear and Poisson modulus. By randomly varying these parameters, the FE models of novel panels, differing from the optimized one, were generated and, through the MSC\Nastran code, linear static and buckling investigations were performed. Predicted stress field and instability loads were used to compute the Safety Margin, thus achieving a normal distribution. Finally, allowed variation ranges of above mentioned parameters were found out, by verifying that the standard deviations fall within assigned Safety Margin range (i.e. within +/-5%). The most critical parameter, both for the stress field generated and for the allowable instability load was the ply thickness, whose allowed excursion proved to be the narrowest one.

PL

Metoda "Sześć sigma" (ang. Six Sigma Method, SSM) zawarta w kontekście "Projektowania Wytrzymałej Konstrukcji" pozwala zredukować wrażliwość na czynniki zewnętrzne w okresie projektowania i wytwarzania oraz podczas eksploatacji produktu. Takie koncerny, jak: Sony, Honda, Lockeed Martin, Motorola, Toshiba wykazywały zainteresowanie tą metodą, lecz dopiero w 1979 r. Motorola jako pierwsza uznała tę metodę za odpowiednią do rozwiązywania problemów przemysłowych w celu poprawy jakości produktu oraz zmniejszenia kosztów produkcji. Zdolność metody "Sześć sigma" do zaspokajania wymagań klientów (w kategorii ceny i jakości) oraz jej wewnętrzna właściwość rozpoznawania i oszacowania wielkości wpływu parametrów projektowania na końcowe właściwości produktu czyni z niej ważne i potężne narzędzie dla projektantów. W pracy zaprezentowano przebieg projektowania kompozytowego panelu samolotu z wykorzystaniem metody "Sześć sigma". Najpierw, bazując na panelu zoptymalizowaym ze względu na margines bezpieczeństwa, został oszacowany wpływ wariacji parametrów projektowania przy założeniu wartości odchylenia tego marginesu nie większej niż 5%. Najbardziej krytycznymi parametrami okazały się: grubość warstwy, dopuszczalne odkształcenie materiału, moduły Younga warstw wzdłuż głównych kierunków płatu, moduł ścinania i Poissona. Poprzez zmiany losowe tych parametrów wygenerowano modele MES nowych paneli, różniące się od zoptymalizowanego, oraz przeprowadzono liniowe badania statyczne oraz badania wyboczenia z pomocą kodu MSC/Nastran. Wygenerowane pole naprężeń i obciążenie wyboczeniowe zostały użyte do określenia marginesu bezpieczeństwa, osiągające w ten sposób rozkład normalny. Na koniec zostały określone dopuszczalne zakresy zmian wyżej wymienionych parametrów poprzez weryfikację odchylenia standardowego w zakresie założonego marginesu bezpieczeństwa (+/-5%). Najbardziej krytycznym parametrem, zarówno dla wygenerowanego pola naprężeń, jak i dla dopuszczalnego obciążenia wyboczeniowego była grubość warstwy, dla której dopuszczalne odchylenie okazało się być najmniejsze.