Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena efektywności techniki Extreme Learning Machine (ELM) do modelowania dwuwymiarowych nieliniowości w układach napędowych

Jastrzębski M., Kabziński J., Wasiak G., Zawiślak R.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2015

|

Vol. 71, nr 35

83--94

PL

Celem artykułu jest ocena przydatności techniki Extreme Learning Machine (ELM) do modelowania dwuwymiarowych nieliniowości występujących w układach napędowych. Jako przykład typowej nieliniowości wybrana została funkcja opisująca sumaryczną siłę oporów w napędzie liniowym. Do stworzenia neuronowego modelu oporu użyta została klasyczna technika ELM. Autorzy ocenili efekty zastosowania tej techniki i zaproponowali modyfikację modelu pozwalającą na zmniejszenie błędów modelowania. Przeprowadzone testy symulacyjne i eksperymenty pozwoliły autorom na sformułowanie ogólnych wniosków dotyczących możliwości stosowania techniki ELM do modelowania nieliniowych, dwuwymiarowych zależności na podstawie zaszumionych danych uzyskanych eksperymentalnie.

EN

The aim of this article is to discuss suitability of extreme learning machine (ELM) approach for modeling multisource 2D friction for motion control purposes. The article describes a method of obtaining data used to modulate the resistance forces, taking into account specific to the case and machine external conditions. The features of multisource friction in mechatronic systems are defined, the main aspects of friction modeling by a Standard ELM are investigated and some modifications are proposed to make it more suitable for specific demands of the discussed task. This allows to formulate some general remarks concerning properties of ELM for function approximation.

2

A 3D numerical modeling of hemispherical contact against an elastic-plastic flat surface

Trzepieciński T., Stachowicz F., Bosiakov S., Rogosin S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 4

629--638

EN

This paper presents a method of determining the anisotropic friction model for sheet metal forming processes based on experimental data obtained from the pin-on-disk tribometer test. The frictional investigations presented in this work were conducted for deep drawing quality cold-rolled steel sheet. The anisotropic friction model corresponded to experimental results was implemented into a finite element (FE) model built using the ABAQUS software. In the numerical investigations the hemispherical contact against an elastic-plastic flat was analysed. Both material and friction anisotropy influenced the non-uniformity of the stress distribution around the hemisphere axis, which is clearly visible for higher values of hemispherical solid indentations. It was found that the change of isotropic friction to anisotropic conditions for both material models slightly influences – the value and change of equivalent plastic strain distribution in contact zone.

PL

Artykuł prezentuje metodę wyznaczania anizotropowego modelu tarcia dla procesów kształtowania blach na podstawie danych eksperymentalnych otrzymanych w próbie trobotestera o skojarzeniu trzpień na tarczy. Badania tarciowe przedstawione w pracy wykonano dla zimno-walcowanych blach stalowych głęboko tłocznych. Anizotropowy model tarcia odpowiadający wynikom eksperymentalnym zaimplementowano do modelu elementów skończonych z wykorzystaniem programu ABAQUS. W badaniach numerycznych analizowano kontakt powierzchni półkulistej ze sprężysto-plastyczną powierzchnią płaską. Anizotropia materiału oraz tarcia wpływa na nierównomierność rozkładu naprężeń dookoła osi półkuli, co jest wyraźnie widoczne dla większych zagłębień bryły półkulistej. Zmiana modelu tarcia z izotropowego na anizotropowy nieznacznie wpływa na wartość i zmianę rozkładu naprężeń oraz odkształceń zastępczych w strefie kontaktu.

3

Badania i modelowanie procesów tribologicznych zachodzących w układzie gniazdo – lekki zawór – prowadnica w rozrządach tłokowych silników spalinowych

Siczek K.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2012

|

Z. 439

1--224

PL

W pracy zaproponowano rozwiązanie problemów tribologicznych w układach z lekkimi zaworami w krzywkowych i bezkrzywkowych rozrządach tłokowych silników spalinowych. Pierwszym problemem jest zużycie przylgni zaworu i gniazda. Drugim są opory ruchu i zużycie trzonka i prowadnicy zaworu. Rozwiązanie tych dwóch problemów osiągnięto poprzez rozpoznanie procesów i zjawisk tribologicznych we wspomnianych węzłach ciernych lekkich zaworów wykonanych ze stopów tytanu i z ceramiki, napędzanych krzywkowo i bez-krzywkowo. Przeprowadzono na drodze eksperymentalnej i teoretycznej analizę istotnych zjawisk zachodzących podczas procesu zużywania przylgni gniazda i lekkiego zaworu oraz procesu tarcia mieszanego i zużycia między trzonkiem lekkiego zaworu i jego prowadnicą, przy zmieniającym się udziale tarcia płynnego. W efekcie tej analizy zaproponowano charakterystykę oporów ruchu i zużywania w ramach jednego modelu, z uwzględnieniem zjawisk sprzężonych. Pozwala ona dobierać wolnozmienne parametry geometryczne i materiałowe oraz szybkozmienne wymuszenia w układzie prowadnica-lekki zawór-gniazdo, w sposób warunkujący racjonalny (z możliwością optymalizacji) przebieg pracy lekkiego zaworu podczas przebiegu międzynaprawczego silnika. Jako kryterium optymalizacji zaproponowano minimalizację sumy przepływów mediów między przylgniami zaworu i gniazda oraz w szczelinie między trzonkiem zaworu i prowadnicą, w obrębie ustalonego cyklu roboczego silnika. W pracy dokonano krytycznej oceny opisanych w literaturze modeli tarcia, na podstawie której wybrano dwa, uwzględniające obecność warstwy ochronnej na powierzchniach zaworu i/lub gniazd i prowadnic. Pierwszy model umożliwia wykonywanie symulacji oporów ruchu między trzonkiem zaworu i prowadnicą w warunkach zbliżonych do rzeczywistości, przy małej angażowanej mocy obliczeniowej. Drugi szybki, oparty na sieciach neuronowych, może być wykorzystywany w algorytmie sterowania napędu zaworu, głównie do kompensacji tarcia. Opracowano modułowy model zużywania zaworu, gniazda i prowadnicy uwzględniający istnienie warstwy ochronnej na powierzchniach zaworu i/lub gniazd i prowadnic. Umożliwia on wykonywanie symulacji procesu zużywania w warunkach zbliżonych do rzeczywistości, przy małej angażowanej mocy obliczeniowej. Opracowano sieci jednoznacznych powiązań między modelem oporów ruchu i modelem zużywania elementów układu gniazdo-zawór-prowadnica. Wyznaczono dopuszczalne prędkości osiadania zaworu w jego gnieździe ze względu na zużycie i hałaśliwość pracy. Dobrano racjonalne materiały trzonka i prowadnicy ze względu na ich zużycie przy założeniu ograniczonego smarowania. W pierwszej części pracy wskazano konsekwencje, jakie powstaną w różnych silnikach spalinowych w wyniku zastąpienia klasycznych, pełnych zaworów stalowych przez zawory z lekkich materiałów. W drugiej części pracy podano cel, zakres i tezę pracy. W kolejnej części omówiono układ prowadnica-zawór-gniazdo jako system tribologiczny. Potraktowano go jako obiekt analizy, omówiono elementy składowe, wymuszenia i zachodzące między nimi relacje. Podano zależności matematyczne opisujące te relacje. W kolejnej części pracy omówiono stosowane materiały, powierzchnie ochronne i parametry geometryczne lekkich zaworów oraz współpracujących z nimi prowadnic i gniazd. W następnej części pracy przeprowadzono dyskusję istniejących modeli tarcia, efektem której był wybór jednego z nich do symulacji oporów ruchu trzonka lekkiego zaworu względem prowadnicy, drugiego zaś do kompensacji tarcia w algorytmie sterowania bezkrzywkowego napędu zaworu. W modelach tarcia uwzględniono istnienie warstwy ochronnej na powierzchni zaworu, prowadnicy i gniazda. Podano przykładowe obliczenia oporów ruchu. Omówiono stosowane metody kompensacji tarcia w algorytmach sterowania urządzeń mechatronicznych, do których należy bezkrzywkowy napęd zaworu. Przedstawiono model fizyczny i matematyczny tarcia między trzonkiem lekkiego zaworu i prowadnicą. W kolejnej części pracy omówiono proces zużywania par ciernych systemu HSZG-TSZP ( grzybek zaworu-Smar-Zanieczyszczenie-Gniazdo-Trzonek zaworu-Smar-Zanieczyszczenie-Prowadnica). Omówiono rodzaje zużycia i parametry na nie wpływające. Przeprowadzono dyskusję istniejących modeli zużywania zaworu, prowadnicy i gniazda i w wyniku opracowano własne fizyczne i matematyczne modele zużywania elementów systemu HSZG-TSZP. Opracowano też model uwzględniający występowanie nagana i model poziomu ogólnego hałasu podczas uderzeń zaworu o gniazdo. W kolejnej części pracy omówiono przeprowadzone badania eksperymentalne. Przedstawiono opracowane stanowiska badawcze, obiekt, przebieg badań, uzyskane wyniki i analizę błędów pomiarów. W kolejnej części pracy przedstawiono model symulacyjny oporów ruchu i zużycia elementów systemu HSZG-TSZP. Zamieszczono przykładowe wyniki obliczeń symulacyjnych. W przedostatniej części pracy przedstawiono zależności matematyczne, uzależniające sumę przepływów mediów w szczelinie między trzonkiem zaworu i prowadnicą oraz między przylgniami gniazda i zaworu od zużycia elementów systemu HSZG-TSZP. W ostatniej części przedstawiono wnioski i zalecenia dotyczące przyszłych kierunków badań.

EN

The solution to tribological problems in systems with lightweight valves in cam and camless valvetrain in internal combustion engines has been proposed in the book. The first problem is the seat wear of valve and its seat insert. The second is friction and wear of valve stem and valve guide. The solution to these two problems is achieved by recognition of tribological processes and phenomena in the mentioned friction contact zones for these lightweight valves made from titanium alloys and ceramics, driven by cam and camless drive. It has been performed the experimental and theoretical analysis of the major phenomena that occur during the process of seat wear for lightweight valve and its seat insert and the process of mixed friction and wear between the lightweight valve stem and its guide, at the changing participation of lubricated friction. As a result of the analysis, it has been proposed the models of motion resistance and of wear. It allows to choose the slowly varying geometric and material parameters and rapidly changing force in the system guide - lightweight valve –seat insert, in a way allowing optimal operation of lightweight valve during the inter-repairing period of combustion engine. As the optimization criterion is proposed to minimize the sum of the media flow between the seats of valve and its seat insert and in the gap between the valve stem and its guide, within a fixed cycle engine. It has been done the critical evaluation of models described in the literature of friction. On that basis the models have been developed, taking into account the presence of a protective layer on the surface of the valve and/or its seat insert and guide. The first model is to perform simulations of motion resistance between the stem and the guide in conditions close to reality. The second one being fast, based on neural networks can be used in the control algorithm, valve drive, mostly to friction compensation. It has been developed the modular model for wear of valve, its guide and seat insert taking into account the existence of a protective layer on the surface of the valve and / or its seat insert and guides. It allows to perform simulation of wear process in conditions close to reality. It has been developed the network clearly linking between the wear model and the model of motion resistance for components of the seatvalve-guide assembly. It has been elaborated the acceptable settling velocity of the valve in respect to its seat insert due to the wear and noise emissions. Rational materials have been chosen for valve stem and its guide due to assumed limited use of the lubrication. Experimental studies have been performed. Elaborated research stands, object, research process, obtained results and analysis of measurement errors have been shown in the book. It has been elaborated the simulation model of motion resistance and of wear for the TSZP-HSZG (namely: Valve stem T – grease S – contamination Z – valve guide P – valve head H – grease S – contamination Z – seat insert G) system and of the media flow in the gap between the stem and the guide and between the seats of valve and its seat insert during wear process of TSZP-HSZG system.

4

A wobblestone modelling with coupled model of sliding friction and rolling resistance

Kudra G., Awrejcewicz J.

Vibrations in Physical Systems

|

2010

|

Vol. 24

245--250

EN

A wobblestone also known as the Celtic stone or rattleback is usually a semi-ellipsoidal solid with the special asymmetry in the mass distribution. For most celts, when it lays on a flat horizontal surface, it rotates around its horizontal axis in a preferred direction, i.e. if it spins in the opposite direction, it becomes unstable, and reverses its spin to the preferred direction. In this paper we try to model wobblestone as realistically as possible taking into account the frictional coupling between the translational and rotational motion of the contact patch and the rolling resistance as well but with simplifying assumption of circular contact patch. The Coulomb-Contensou-Zhuravlev model of friction is used with the use of the first order Padé approximants.

PL

Kamień celtycki jest przedmiotem o kształcie zazwyczaj zbliżonym do półelipsoidy ze specjalnym asymetrycznym rozkładem masy. Położony na poziomej płaszczyźnie łatwo może zostać wprawiony w ruch obrotowy dokoła swojej pionowej osi w jedną, ściśle określoną stronę. Wprawiony w ruch obrotowy w przeciwną stronę staje się niestabilny, wpada w poprzeczne drgania i zmienia zwrot obrotu na przeciwny. W pracy podjęta została próba modelowania dynamiki kamienia celtyckiego w sposób możliwie najbardziej realistyczny ze szczególnym uwzględnieniem modelu tarcia, gdzie uwzględniono sprzężenie cierne pomiędzy ruchem postępowym i obrotowym obszary styku ciał oraz oporem toczenia. Przyjęto założenie upraszczające kołowego obszaru styku o stałym w czasie promieniu pomiędzy kamieniem i podłożem oraz zastosowano model tarcia CZZ z aproksymacją Padé’go pierwszego rzędu.

5

Wyznaczanie współczynnika tarcia na powierzchni natarcia w obszarze krawędzi skrawającej wiertła dla modelowania tworzenia wióra metodą MES

Mieszczak W.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2008

|

nr 3

103-112

PL

W artykule przedstawiono sposób wyznaczanie współczynnika tarcia na powierzchni natarcia jako funkcję naprężenia normalnego w kontakcie między wiórem i powierzchnią natarcia oraz prędkości poślizgu między tymi elementami. W celu uzyskania danych potrzebnych do określenia współczynnika tarcia przeprowadzono testy skrawania oraz posłużono się zależnościami pozyskanymi z literatury.

EN

Presented paper shows a way of determining the friction coefficient at rake face as a function of normal stress and chip velocity. For the purpose of achieving necessary data several tests were carried out. The other information were gained from literature.

6

Czynniki determinujące obniżenie siły tarcia w ruchu ślizgowym w obecności drgań kontaktowych stycznych wzdłużnych

Leus M., Gutowski P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2008

|

T. 4, nr 35

73-78

PL

W pracy przedstawiono wyniki analiz symulacyjnych i badań doświadczalnych wpływu drgań kontaktowych stycznych wzdłużnych na siłę tarcia w ruchu ślizgowym. W badaniach uwzględniono zarówno czynniki związane z wymuszeniem, jak i czynniki związane z parą cierną charakteryzujące rzeczywiste sprężysto-plastyczne właściwości styku. Analizy symulacyjne przeprowadzono przy wykorzystaniu statycznego modelu tarcia Coulomba oraz dwóch dynamicznych modeli tarcia - Dahla i Duponta. Badania doświadczalne wykonano na specjalnie w tym celu zbudowanym stanowisku. Najlepszą zgodność z wynikami badań doświadczalnych uzyskano dla modelu Dahla.

EN

The results of experimental and simulation tests of the influence of longitudinal tangential contact vibrations on the friction force are presented in this paper. In performed tests both the factors connected with excitation such as amplitude and frequency of vibrations and the factors connected with the friction couple which characterise the real elasto-plastic properties of contact were taken into account. The experimental tests were carried out on the original stand, especially developed for this purpose. The simulation analysis were carried out with the use of two dynamic models of friction. They were Dahl's and Dupont's models. Very good consistency of simulation and experimental tests was obtained.

7

O możliwości modelowania zjawiska tarcia za pomocą topologii matematycznej oraz teorii chaosu

Polak A., Oleksowicz S.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2008

|

R. 105, z. 6-M

255-269

PL

Tradycyjne aparaty matematyczne nie stwarzają dostatecznej możliwości modelowania procesu tarcia. Z technicznego punktu widzenia atrakcyjnym rozwiązaniem jest zastosowanie aparatów matematycznych z pogranicza topologii oraz teorii chaosu. W niniejszym artykule przedstawiono możliwość zastosowania wybranych zagadnień topologii matematycznej oraz teorii chaosu w procesie modelowania, diagnostyki oraz monitorowania węzła ciernego.

EN

Traditional mathematical approach does not create sufficient possibilities of modelling the friction process. From technical point of view applying mathematical apparatus derived from topological and chaos theories seems to be an attractive solution. This paper discusses a possibility of applying selected areas of mathematical topology and chaos theory to modelling, diagnostics and monitoring of friction couple.

8

Experimental Modelling and Simulation of a Duo-Servo Brake Mechanism

Awrejcewicz J., Olejnik P.

Vibrations in Physical Systems

|

2004

|

Vol. 21

75--78

9

Perspektywy obliczeń neuronowych w inżynierii łożyskowania

Grymek S., Druet K., Łubiński J.I.

Tribologia

|

2002

|

nr 1

227-237

PL

Przedyskutowano zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do przewidywania zużycia oraz skomentowano rezultaty takich prób poczynione przez innych badaczy. Stwierdzono potrzebę i możliwość takiego zastosowania. Ukazano błędy popełnione przez innych badaczy.

EN

Feasibility of artificial neural networks for wear prediction and some results obtained by other researchers are discussed in this paper. Analysis of known wear prediction methods in bearing systems (or more generally tribo - systems) reveals the need for continued research in the area. Usability of artificial neural networks over a wide range of applications encourages using them in preliminary stage of data analysis for approximation of wear as a function of parameters and variables describing the bearing system. Papers published on the specific subject are few, yet their presence in important journals (Tribology International, STLE Tribology Transactions) proves the existence of a general interest in the subject. The interdisciplinary character of the task of applying neural networks in tribology brings about a high risk of erroneous actions and misinterpretation of results. A well theory laden approach must be used to eliminate the risk and a possible discouragement to this promising area of research.