The paper presents the inverse method to estimate the sound power level of machines operated in industrial environments. Values of the partial sound power sources of machine components could be predicted based on the distribution of sound field parameters measured around the machine. Assigning partial sound power levels of machine components allows for the effective selection of efficient noise protection solutions for this machine. Measurements were carried out in an actual mechanical workshop. The multichannel measurement system for simultaneous recording of sound pressure levels and the angle of phase angle shift was used in measurements. Based on the determined the sound power of partial sources, the A-weighted sound pressure levels at the operator's workplace were determined.
To achieve acceptable dynamical behavior for large rotating machines operating at subcritical speeds, the balancing quality check at the planned service speed in the installation location is often demanded for machines such as turbo-generators or high-speed machines. While most studies investigate the balancing quality at critical speeds, only a few studies have investigated this aspect using numerical methods at operational speed. This study proposes a novel, model-based method for inversely estimating initial residual unbalance in one and two planes after initial grade balancing for large flexible rotors operating at the service speeds. The method utilizes vibration measurements from two planes in any single direction, combined with a finite element model of the rotor to inversely determine the residual unbalance in one and two planes. This method can be practically used to determine the initial and residual unbalance after the balancing process, and further it can be used for condition-based monitoring of the unbalance state of the rotor.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this work, a three-dimensional simplified computational model was built to simulate the passive thermo-physiological response of part of a newborn’s head for neonate’s selective brain cooling. Both metabolicheat generation and blood perfusion were considered. The set of model parameters was selected anda sensitivity study was carried out. Analysis of dimensionless sensitivity coefficients showed that the mostimportant are: the contact thermal resistance between the cool-cap and skin, the thermal resistance ofthe plastic wall material, and deep (arterial) blood temperature. The function specification method wasapplied to estimate the value of the contact resistance. Two, four and six computationally simulated mea-surements with different uncertainties were used to adjust random contact resistance value to the assumedone. Results showed that when using only two measurements having 2% of the uncertainty, the error ofestimation does not exceed 9.8%. However, when using six measurements having 1% of uncertainty, theresulting estimation is burdened with an error of 0.3% only.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The knowledge of residual stress distribution is of great importance from the viewpoint of both, industrial and basal research. The most commonly utilized method of residual stress determination is based on strain measurements near the drilled holes of known geometry made by means of tensometric rosettes. An alternative to tensometers way of strain measurement is Digital Image Correlation (DIC). This optical method utilizes digital images registered during observed object deformation and delivers results in the form of displacement field maps consisting of hundreds or thousands of data points. Therefore, it is possible to deliver much more data in comparison to rosettes (only 3 or 6 tensometers, usually) and use them in the inverse method numeric procedure for residual stress calculations. In the paper the experimental stand consisting of micro driller and stereo imaging system for 3D DIC measurement and its application to residual stress estimation in prestrained steel samples are presented followed by obtained results discussion.
W artykule zostały porównane wyniki obliczeń pola temperatury wsadu uzyskane z wykorzystaniem modeli zaczerpniętych z literatury oraz własnym modelem wymiany ciepła. Wartość współczynnika wymiany ciepła została uzyskana z badań własnych z zastosowaniem nowej metodyki określania strumienia ciepła przepływającego między powierzchniami wymieniającymi ciepło. Składa się ona z dwóch etapów: eksperymentu i obliczeń numerycznych. Badania eksperymentalne zawierają pomiary zmian temperatury w określonych punktach w dwóch próbkach pozostających w kontakcie. Część numeryczna wykorzystuje rozwiązanie odwrotne i metodę elementów skończonych do obliczania strumienia ciepła na powierzchni styku.
EN
The results of calculations of the temperature field of the deformed material conducted using heat transfer coefficient form literature are compared with that obtained for developed heat transfer boundary condition model. The developed heat transfer boundary condition model has been obtained using a new methodology for determining heat flux transferred between two solid surfaces. The methodology consists of two parts: experimental and numerical one. The experimental part involves measurements of temperature at specific points in the two samples brought into contact. The numerical part uses an inverse method and the finite element method to calculate the heat flux at the interface.
W pracy omówiono zastosowanie rozwiązania zagadnienia odwrotnego do wyznaczania składowej poprzecznej dyfuzyjności cieplnej materiału warstwy pokrycia próbki w badaniach metodą chwilowego powierzchniowego źródła ciepła. Dane doświadczalne uzyskano z zastosowaniem dyfuzometru LFA 457 Netzsch. Wymuszenie cieplne realizowano metodą nagrzewania laserowego. Przedstawiona metodyka opracowania danych doświadczalnych służy do określenia właściwości termofizycznych materiału cienkiej warstwy naniesionej na powierzchnię próbki – nośnika warstwy. Próbki testowe wykonano z materiału o znanych właściwościach. W celu identyfikacji parametrów warstwy opracowano algorytm optymalizacyjny wykorzystujący metodę Levenberga-Marquardta. Danymi przetwarzanymi przez program są zapisy cyfrowe odpowiedzi termicznej badanego obiektu w postaci względnej zmiany temperatury w czasie. Zagadnienie proste jest rozwiązywane metodą elementów skończonych. Numeryczny model próbki pokrytej badaną warstwą materiału wykonany został w programie Comsol Multiphysics. Przedstawione w pracy wyniki testowych badań doświadczalno-numerycznych dowodzą poprawności i efektywności opracowanych procedur badawczych.
EN
Application of the inverse method for investigation of a thin layer coating thermal diffusivity have been discussed. The problem concerns determination of the out off plane thermal transport prosperities of the thin layer material deposited onto a standard specimen of a priori known thermophysical properties. In order to estimate the un-known thermal diffusivity a multi-parametrical identification has been performed. The identification procedure applies a sample temperature response signal as an input. The direct problem is solved applying Finite Element Method. The appropriate numerical model have been developed utilizing Comsol/Multiphysics software. model was incorporated into a specially developed Matlab program. The parametrical estimation procedure uses the Levenberg-Marquardt algorithm. The experimental data used has been supplied utilizing Netzsch LFA 457 laser flash apparatus. The analyses performed proved efficiency and shoved performance of the elaborated procedure.
In the article, the example of a rock slope affected by the landslide process is observed and the possibility of using back analysis to estimate the features of the rock mass has been shown. Such an approach is possible when it is impossible to apply field research, and laboratory tests do not enable a complete mapping of the rock mass characteristics. The analysis of landslide mechanisms and, in particular, the comparison of the state before and after the landslide occurrence may enable to estimate reliably the features of the rock mass. On the presented example, a verification of specified strength properties have been carried out in two stages: for the landslide area in 2004, which has actually been stabilized, and for the area of a newly created landslide which took place in 2011. In both cases, good results' convergence with the factual course of landslide processes have been obtained.
PL
Analiza stateczności zboczy skalnych jest szczególnie trudna, gdyż zachowanie ośrodka determinowane jest zarówno właściwościami masywu skalnego, jak i spękań. Zagadnienie to komplikuje się, gdy występuje wiele sieci spękań o skomplikowanej orientacji. W takim przypadku, a także gdy budowa geologiczna jest słabo rozpoznana, przydatna do oceny właściwości ośrodka jest analiza odwrotna. W artykule, na przykładzie skalnego zbocza objętego procesami osuwiskowymi, przedstawiono możliwość wykorzystania analizy odwrotnej dla oszacowania właściwości ośrodka. Takie podejście jest przydatne w sytuacjach, gdy niemożliwe jest przeprowadzenie badań polowych, a badania laboratoryjne nie pozwalają na pełne odwzorowanie charakterystyki ośrodka. Wówczas analiza mechanizmów osuwiskowych, szczególnie porównanie stanu przed i po wystąpieniu osuwiska, może pozwolić na wiarygodne oszacowanie właściwości ośrodka. W zaprezentowanym przykładzie przeprowadzono weryfikację określonych właściwości wytrzymałościowych w dwóch etapach: dla rejonu osuwiska z 2004 r., które aktualnie jest ustabilizowane oraz dla rejonu nowo powstałego osuwiska z 2011 r. W obu przypadkach otrzymano dobrą zbieżność wyników z rzeczywistym przebiegiem procesów osuwiskowych.
The tubular type instrument (flux tube) was developed to identify boundary conditions in water wall tubes of steam boilers. The meter is constructed from a short length of eccentric tube containing four thermocouples on the fire side below the inner and outer surfaces of the tube. The fifth thermocouple is located at the rear of the tube on the casing side of the water-wall tube. First, formulas for the review factor defining the heat flux distribution on the outer surface of the flux tube were derived. The exact analytical expressions for the view factor compare very good with approximate methods for determining view factor which are used by the ANSYS software. The parameters appearing in the boundary conditions on the outer and inner surfaces of the water flux-tube: the heat flux, the heat transfer coefficient and temperature of the water-steam mixture are determined based on temperature measurements at the interior locations. Four K-type sheathed thermocouples of 1 mm in diameter, are inserted into holes, which are parallel to the tube axis. The non-linear least squares problem is solved numerically using the Levenberg-Marquardt method. The heat transfer conditions in adjacent boiler tubes have no impact on the temperature distribution in the flux tubes.
PL
Opracowano konstrukcję termometrycznej wstawki pomiarowej do identyfikacji warunków brzegowych w rurach ekranowych. Wstawka wykonana jest z krótkiego odcinka rury mimośrodowej. Nieznane parametry: obciążenie cieplne ekranu, współczynnik wnikania ciepła na powierzchni wewnętrznej oraz temperatura mieszaniny parowo-wodnej wyznaczane są na podstawie pomiaru temperatury metalu wewnątrz lub na powierzchni wstawki. Cztery termoelementy zainstalowane są wewnątrz wstawki od strony ogniowej, w pobliżu jej powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej. Piąty termoelement usytuowany jest na zewnętrznej powierzchni wstawki od strony izolacji kotła. Poszukiwane parametry dobierane są tak, aby suma kwadratów różnic temperatur zmierzonych i obliczonych była minimalna. Nieliniowe zagadnienie najmniejszych kwadratów rozwiązane zostało za pomocą metody Levenberga-Marquardta. Warunki wymiany ciepła w sąsiednich rurach ekranowych nie mają wpływu na pole temperatury we wstawce pomiarowej, co ma korzystny wpływ na dokładność wyznaczanych parametrów.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono symulacje procesu udarowego umacniania LSP z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES). Wyniki symulacji potwierdziły przydatność tej metody.
EN
Presented is a simulation of the laser impact reinforcement process (LSP) with use of the finite elements method. Results of the simulation prove reliability of this method.
W pierwszej części artykułu przedstawiono wybrane przykłady symulacji przeprowadzonych z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Przykłady dotyczą przewidywania rozwoju mikrostruktury podczas procesów plastycznej przeróbki z uwzględnieniem rzeczywistego stanu termomechanicznego. W drugiej części pracy zaprezentowano opracowywane nowe podejście, oparte na analizie wieloskalowej, umożliwiające skuteczną symulację odkształcenia z uwzględnieniem zjawisk zachodzących w skali mikro. Analiza taka umożliwia uzyskiwanie informacji o szeregu zjawisk zachodzących na różnym poziomie w rozpatrywanym materiale i w konsekwencji umożliwia szczegółową interpretację wyników.
EN
Several examples of computer simulations based on the finite element method are shown in the first part of the paper. The work is focused on the microstructure development during plastic deformation accounting for the thermo-mechanical phenomena. An alternative approach, the multiscale modelling of localization phenomena, is presented in the second part. This analysis is crucial for simulation of the processes, which take place in different scales in the material. As a consequence a detail interpretation of these phenomena is achieved.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper loading forces identification techniques are presented. The inverse identification techniques are based on assumed objective function optimisation methods. The theoretical background and main limits of the applications are discussed. Formulated method has be en tested employing laboratory tests in which loading forces are measured and estimated using inverse identification procedure. Applicability of the method for identification of track/wheel contact force is shown.
PL
W artykule przedstawiono metodę identyfikacji sił obciążających konstrukcje w wyniku pomiaru odpowiedzi układu. Do rozwiązania problemu zastosowano metodę odwrotnego zadania identyfikacji sformułowaną na podstawie minimalizacji przyjętego kryterium jakości modelu. Przedstawiono podstawy teoretyczne metody oraz ograniczenie w jej zastosowaniach. Sformułowaną metodę zweryfikowano, stosując wyniki symulacji zachowania układu mechanicznego oraz na stanowisku badawczym przez porównanie zidentyfikowanej siły i zmierzonej bezpośrednio. Metoda będzie zastosowana do identyfikacji sił oddziaływania w układzie koło - szyna.
W pracy przedstawiono oryginalną metodę rozwiązywania zagadnień odwrotnych, w której na podstawie pomiaru temperatury w wybranych punktach wewnętrznych wyznaczany jest rozkład temperatury w całym elemencie konstrukcyjnym. Punkty pomiaru temperatury mogą być usytuowane zarówno wewnątrz ciała, jak i na jego zewnętrznej powierzchni. Liczba punktów pomiarowych dla elementów konstrukcyjnych o złożonych kształtach może być znacznie mniejsza niż w przypadku metod kroczących, gdyż punkty pomiaru nie muszą tworzyć zamkniętej powierzchni.
EN
In this paper, the general method for solving inverse problems, which calculates temperature distribution in the whole construction element based on temperature measurements at selected points inside the element is presented. The measurement points can be situated inside the element as well as on the outer surface. The number of the measurement points for complex shape bodies in this method can be significantly smaller than in space marching methods, because the measurement points do not have to form closed surface.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.