Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Capability of triaxial apparatus with respect to evaluation of nonlinearity of soil stiffness

Lipiński Mirosław J., Wdowska Małgorzata K., Wudzka Anna

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 1

69--80

EN

Reliable evaluation of stress-strain characteristics can be done only in the laboratory where boundary conditions with respect to stress and strain can be controlled. The most popular laboratory equipment is a triaxial apparatus. Unfortunately, standard version of triaxial apparatus can reliable measure strain not smaller than 0.1%. Such accuracy does not allow to determine stiffness referred to strain range most often mobilized in situ i.e. 10-3 ÷ 10-1%, in which stiffness distribution is highly nonlinear. In order to overcome this problem fundamental modifications of standard triaxial apparatus should be done. The first one concerns construction of the cell. The second refers to method of measurement of vertical and horizontal deformation of a specimen. The paper compares three versions of triaxial equipment i.e. standard cell, the modified one and the cell with system of internal measurement of deformation. The comparison was made with respect to capability of stiffness measurement in strain range relevant for typical geotechnical applications. Examples of some test results are given, which are to illustrate an universal potential of the laboratory triaxial apparatus with proximity transducers capable to trace stress-strain response of soil in a reliable way.

PL

W artykule wskazano i przeanalizowano błędy jakie wynikają z konstrukcji komory standardowej. Następnie przedstawiono dwie modyfikacje aparatu, które znacząco zwiększają dokładność wyznaczania sztywności gruntu. Pierwsza modyfikacja polega na innej konstrukcji komory aparatu, która charakteryzuje się wewnętrznymi prętami łączącymi. Takie rozwiązanie pozwala na sztywne połączenie górnej części komory z dolną co pozwala m.in. na wyeliminowanie większości błędów braku współliniowości w dwóch płaszczyznach, pozwala na stały dostęp do próbki na etapie przygotowania (depozycja materiału, pomiary średnicy) a także zwiększa dokładność zadawania i pomiaru składowej wartości naprężenia pionowego. Taki rodzaj modyfikacji zwiększa dokładność pomiaru nawet o jeden rząd wielkości. Następnym etapem w doskonaleniu techniki określania charakterystyki naprężenie odkształcenie w aparacie trójosiowym są wewnątrzkomorowe systemy pomiaru przemieszczeń próbki. W artykule przedstawiono system, który według doświadczenia i opinii Autorów jest bardzo efektywny w porównaniu z innymi systemami. System oparty jest na czujnikach mikroprzemieszczeń działających na zasadzie prądów wirowych, których rozdzielczość pomiaru wynosi 1μm. System pomiarowy oparty na konfiguracji sześciu takich czujników pozwala na zwiększenie dokładności pomiaru o następny rząd wielkości. Należy podkreślić, że omówione powyżej modyfikacje aparatu trójosiowego były dokonane samodzielnie, w ramach własnej pracy badawczej a nie w drodze zakupu całego systemu dostępnego komercyjnie. W celu wykazania efektywności przedstawionych modyfikacji aparatu trójosiowego ściskania, w artykule przedstawiono wyniki pomiarów w postaci rozkładu parametrów określających sztywność gruntu tj. modułu odkształcenia E i współczynnika Poissona ν. Wyniki badań przedstawiono dla zagęszczonego i luźnego piasku drobnego przy różnych wartościach naprężenia poprzedzającego ścinanie. Zmienność parametrów przedstawiono w zależności od odkształcenia pionowego dla pomiarów wewnętrznych i zewnętrznych. Wyniki wskazują na istotny wpływ analizowanych czynników tj. zakresu odkształcenia, sposobu pomiaru i stanu materiału reprezentowanego przez wskaźnik porowatości i wielkość naprężenia na przebieg zmienności parametrów określających sztywność gruntu.

2

Investigation of gas foil bearings with an adaptive and non-linear structure

Żywica Grzegorz, Bagiński Paweł

Acta Mechanica et Automatica

|

2019

|

Vol. 13, no. 1

5--10

EN

The article discusses the results of simulation-based and experimental research carried out on gas foil bearings. Owing to the use of a set of flexible thin foils in such bearings, they exhibit certain beneficial features that cannot be found in other types of bearings. They have nonlinear operational characteristics and allow the dissipation of excess energy, thus reducing the vibration level. Moreover, gas foil bearings can self-adapt themselves to the current operating conditions by changing the shape of the lubrication gap. Therefore, they can be used to improve the dynamic performance of rotors, in particular, those operating at very high rotational speeds. This article explains the mechanisms for changes of stiffness and vibration damping in compliant components of a foil bearing. The results of the analysis of the bearing’s subassemblies using advanced numerical models are presented. They are followed by conclusions that were drawn not only from these results but also from the results of the experimental research. It has been proven that the rotor supported on carefully designed foil bearings is capable of maintaining a low vibration level, even if it operates at a high rotational speed.

3

Adaptive control of two-mass drive system with nonlinear stiffness

Kabziński J., Mosiołek P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 3

49--54

EN

The paper describes a nonlinear controller design technique for a servo drive in the presence of nonlinear friction together with a flexible shaft connecting the motor and the load. The shaft is characterized by the nonlinear stiffness curve. Two different type of the nonlinear stiffness curve are considered. The proposed controller is based on adaptive backstepping, modified by the use of command filtering. The proposed approach allows to accomplish the rigorous proof of the closed-loop system stability. Several experiments prove the control effectiveness.

PL

Opisano problem sterowania prędkością układu napędowego z nieliniowym tarciem, połączeniem sprężystym i nieznanymi parametrami. Elastyczne połączenie jest opisane przy pomocy nieliniowej funkcji sztywności. Rozważane są dwa typy nieliniowej funkcji sztywności: wypukła i wklęsła. Układy regulacji są projektowane przy pomocy metod „adaptive backstepping” z filtracją wartości zadanych. Opisano szereg eksperymentów, które ilustrują charakterystyczne właściwości układu regulacji.

4

Stability analysis of ball bearings due to the effect of off-size balls

Purohit R. K., Purohit K.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2008

|

Vol. 13, no 4

987-1002

EN

In this paper, the radial vibrations of a rigid shaft supported by radial ball bearings is studied. The mathematical formulation takes into account the sources of nonlinearity such as the Hertzian contact force, ball waviness and ball size variation. The contacts between the balls and races are treated as nonlinear springs and the springs act only in compression to simulate the contact deformation and the resulting force. The nonlinear stiffness is obtained using the Hertzian elastic contact deformation theory. The implicit type numerical integration technique Newmark-ß with Newton-Raphson method is used to solve the nonlinear differential equations iteratively. A computer program was developed to simulate the effect of ball size variation. Results presented in the form of Fast Fourier Transformation and Poincare maps agree with the results of various authors. All results show that the off sized balls in the bearing cause vibrations at the cage speed and its harmonics.

5

Nonlinear dynamic analysis of a rotor bearing system due to distributed defects using factorial design of experiments

Harsha S. P., Nataraj C.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2007

|

Vol. 12, no 2

379-399

EN

This paper focuses on accurate performance prediction which is essential to the design of high performance rotor bearing system. It considers distributed defects such as internal radial clearance and surface waviness of the bearing components. In the analytical formulation the contacts between the rolling elements and the races are considered as nonlinear springs, whose stiffnesses are obtained by using Hertzian elastic contact deformation theory. The governing differenlial equations of motion are obtained by using Lagrange's equations. In terms of the feature that the nonlinear bearing forces act on the system, a reduction method and corresponding integration technique is used to increase the numerical stability and decrease computer time for system analysis. Poincare maps are used to elucidate and to iIIustrate the diversity of the system behavior. For investigating the nonlinear behavior of a rotor bearing system, effects of distributed defects are considered simultaneously. lt is shown that the system dynamic behavior is sensitive to small variations of distributed defects.