Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nowoczesna metodyka modelowania i analizy nieliniowych zjawisk kontaktowych występujących w procesach obróbki części samochodowych Metodą Elementu Skończonego

Lipiec I., Kukiełka L., Kukiełka K.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 8

291--302

PL

W artykule przedstawiono problematykę modelowania i analizy numerycznej nieliniowych zjawisk fizycznych występujących w procesach technologicznych wytwarzania części samochodowych. Procesy te rozpatrzono jako geometrycznie, fizycznie i cieplnie nieliniowe zagadnienie brzegowo-początkowe, z nieznanymi warunkami brzegowymi w obszarze kontaktu. Do opisu zjawisk nieliniowych, na typowym kroku przyrostowym, wykorzystano uaktualniony opis Lagrange'a, traktując narzędzie jako ciało sztywne lub termo-sprężyste natomiast przedmiot jako ciało sprężysto/termo-lepko-plastyczne. Równanie ruchu obiektu wyprowadzono wykorzystując rachunek wariacyjny. Otrzymane równanie wariacyjne dyskretyzowano stosując aproksymację właściwą metodzie elementu skończonego. Dyskretne równanie rozwiązano stosując jawne metody całkowania. Opracowana aplikacja w systemie ANSYS/LS-Dyna, pozwala nakompleksową analizę stanów przemieszczeń, odkształceń, naprężeń w dowolnym miejscu ciała i w dowolnej chwilirealizacji różnych procesu obróbki nagniatania gładkościowego. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń numerycznych stanów przemieszczeń, naprężeń i odkształceń materiału części w procesie nagniatania gładkościwego.

EN

Paper presents the problem of modelling and analysis of metalworking processes. Technological processes were considered as a geometrical, physical and thermal boundary and initial value problem, with unknown boundary conditions in the contact zone. An incremental model of the contact problem between movable rigid or thermo-elastic body (tool) and elastic/thermo-visco-plastic body (object) in updated Lagrange formulation, for spatial states (3D) was considered. The incremental functionalof the total energy and variational, non-linear equation of motion of object on the typical step time were derived. This equation has been discretized by finite element method, and the system of discrete equations of motion and heat transfer of objects were received. For solution of these equations the explicit or implicit methods was used. The applications were developed in the ANSYS/LS-Dyna system, which makes possible a complex time analysis of the states of displacements, strains and stresses, in the workpieces in fabrication processes. Application of this method was showed for examples the modelling and the analysis of burnishing rolling.

2

Modelling and analysis of the technological processes using finite element method

Kukiełka L., Kukiełka K.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 3CD

317--340

EN

Paper presents the problem of modelling and analysis of metalworking processes. Technological processes were considered as a geometrical, physical and thermal boundary and initial value problem, with unknown boundary conditions in the contact zone. An incremental model of the contact problem between movable rigid or thermo-elastic body (tool) and thermo-elastic/thermo-visco-plastic-phases body (object) in updated Lagrange formulation, for spatial states (3D) was considered. The incremental functional of the total energy and variational, non-linear equation of motion of object and heat transfer on the typical step time were derived. This equation has been discretized by finite element method, and the system of discrete equations of motion and heat transfer of objects were received. For solution of these equations the explicit or implicit methods was used. The applications were developed in the ANSYS/LS-Dyna system, which makes possible a complex time analysis of the states of displacements, strains and stresses, in the workpieces in fabrication processes. Application of this method was showed for examples the modelling and the analysis of burnishing rolling, thread rolling and turning processes. The numerical result were verified experimentally.

PL

W artykule przedstawiono problematykę modelowania i analizy numerycznej procesów technologicznych obróbki metali. Proces te rozpatrzono jako geometrycznie, fizycznie i cieplnie nieliniowe zagadnienie brzegowopoczątkowe, z nieznanymi warunkami brzegowymi w obszarze kontaktu. Do opisu zjawisk nieliniowych, na typowym kroku przyrostowym, wykorzystano uaktualniony opis Lagrange'a, traktując narzędzie jako ciało sztywne lub termo-sprężyste natomiast przedmiot jako ciało termo-sprężyste/termo-lepko-plastyczne-fazowe. Równania ruchu obiektu i ciepła wyprowadzono wykorzystując rachunek wariacyjny. Otrzymane równania wariacyjne dyskretyzowano stosując aproksymację właściwą metodzie elementu skończonego. Dyskretne równania rozwiązano stosując jawne metody całkowania. Opracowano aplikacje w systemie ANSYS/LS-Dyna, które pozwalają na kompleksową analizę stanów przemieszczeń, odkształceń, naprężeń w dowolnym miejscu ciała i w dowolnej chwili realizacji procesu obróbki. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń numerycznych stanów naprężeń i odkształceń wybranych procesów technologicznych: nagniatania, walcowania gwintów i toczenia. Wyniki obliczeń numerycznych weryfikowano eksperymentalnie.

3

Analysis of the primary and superharmonic contact resonances – Part 1.

Kostek R.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2013

|

Vol. 51 nr 2

475--486

EN

This paper presents results of numerical and analytical investigations of non-linear normal contact microvibrations excited by a harmonic force in a system of two bodies in planar contact. The system models, for example, the slide unit of machine tools or positioning systems. The main aim of the computational analysis is to present the evolution of the resonance phenomena under various amplitudes of the excitation force. The studies show that, beside the primary resonance, a number of superharmonic resonances appear, which take place in the single-degree-of-freedom non-linear system excited by a harmonic force. Thus, in a resonance plot, a number of peaks is observed. The superharmonic (ultraharmonic) resonances take place at excitation frequencies being below the natural frequency, and becoming stronger with the increase of the excitation amplitude. The resonances are coupled with complex non-linear phenomena like: asymmetry of vibrations, bending resonance peak, bi-stability, multi-stability and loss of contact, which are presented and described in this paper.

PL

W artykule tym przedstawiono wyniki badań numerycznych oraz analitycznych drgań kontaktowych normalnych. Drgania te zostały wzbudzone przez silę harmoniczną w układzie składającym się z dwóch ciał, które tworzą parę cierną. Głównym celem pracy było zbadanie zmian rezonansów kontaktowych pod wpływem wzrostu amplitudy wymuszenia. Oprócz rezonansu głównego zaobserwowano także rezonanse ultraharmoniczne, które są wzbudzane dla częstotliwości będących poniżej częstotliwości własnej układu. Amplituda rezonansów ultraharmonicznych staje się stopniowo większa wraz ze wzrostem amplitudy wymuszenia. Ponadto zaobserwowano asymetrię drgań kontaktowych, odrywanie się ciał od siebie, wiele atraktorów dla takiego samego wzbudzenia oraz zaginanie się pików rezonansowych. Wymienione zjawiska zaobserwowano dla nieliniowego układu o jednym stopniu swobody.

4

An analysis of the primary and superharmonic contact resonances – Part 2

Kostek R.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2013

|

Vol. 51 nr 3

687--696

EN

This paper presents results of investigations of non-linear normal contact microvibrations excited by a harmonic force in a system of two bodies in planar contact. The system models, for instance, slide units of machine tools or their positioning systems. The main aim of the computational analysis is to present resonance graphs and time histories obtained with numerical and perturbation methods. Good agreement between the perturbation and numerical results leads to the conclusion that the perturbation solution is correct. The obtained perturbation solution describes well both the primary resonance and the superharmonic resonances. Characteristic phenomena typical for non-linear vibrations are depicted, viz. asymmetry of vibrations, multi-harmonic vibrations, non-elliptical phase portraits, loss of contacts, bending resonance peaks, bi-stabilities, and multi-stability.

5

An analysis of the primary and superharmonic contact resonances – Part 3

Kostek R.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2013

|

Vol. 51 nr 4

799--812

EN

This paper presents a study of non-linear normal contact vibrations excited by an external harmonic force in a system containing two bodies being in planar contact. The system models, for instance, the slide unit of machine tools or positioning systems. The presented results, which are obtained both with numerical and perturbation methods, show clearly the evolution of resonance phenomena under various excitation amplitudes. Apart from the primary resonance, a number of super-harmonic resonances has been excited in the nonlinear single-degree-of-freedomsystem. Hence, a resonance graph contains a number of peaks being below the natural frequency. The contact vibrations are associated with strongly nonlinear phenomena like: asymmetry of vibrations, loss of contact, bending resonance peak, multi-stability, period-doubling bifurcations, chaotic vibrations, which are far from linear dynamics. These phenomena are presented and described in this article.