Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparisons of buckling capacity curves of pressurized spheres with EDR provisions and experimental results

Błażejewski P., Marcinowski J.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2017

|

No. 25(2)

59--76

EN

Existing provisions leading to the assessment of the buckling resistance of pressurised spherical shells were published in the European Design Recommendations (EDR) [1]. This book comprises rules which refer to the stability of steel shells of different shapes. In the first step of the general procedure they require calculation of two reference quantities: the elastic critical buckling reference pRcr and the plastic reference resistance pRpl. These quantities should be determined in the linear buckling analysis (LBA) and in the materially nonlinear analysis (MNA) respectively. Only in the case of spherical shells the existing procedure has exceptional character. It is based on the geometrically nonlinear analysis (GNA) and on the geometrically and materially nonlinear analysis (GMNA), respectively. From this reason, in this particular case there was a need to change the existing approach. The new procedure was presented in the work of Błażejewski & Marcinowski in 2016 (comp. [2]). All steps of the procedure leading to the assessment of buckling resistance of pressurized steel, spherical shells were presented in this work. The elaborated procedure is consistent with provisions of Eurocode EN1993-1-6 (comp. [3]) and with recommendations inserted in Europeans Design Recommendations [1]. The proposed capacity curves were compared with existing proposal published in [1] for three different fabrication quality classes predicted in [3]. In this work also comparisons of author’s proposals with experimental results obtained by other authors were presented.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono porównanie dwóch procedur szacowania nośności wyboczeniowej powłok sferycznych na tle wybranych wyników badań eksperymentalnych. Porównanie głównych wartości referencyjnych występujących w obu procedurach oraz porównanie sposobu wyznaczania odcinka sprężysto-plastycznego krzywej nośności wyboczeniowej dokładnie pokazuje i tłumaczy różnice pomiędzy dwoma algorytmami obliczeniowymi. W pewnych zakresach wartości stosunku R/t dla konkretnych przypadków, różnice te sięgają nawet 40%. Świadczy to o dość dużym zapasie nośności i konserwatywnym charakterze zapisów zawartych w EDR5th. Porównanie dwóch procedur obliczeniowych z wynikami badań eksperymentalnych pokazuje zasadność stosowania obu podejść. Dla każdego z nich otrzymane przebiegi krzywych nośności wyboczeniowej znajdują się poniżej punktów odpowiadających wynikom eksperymentalnym. Jednakże krzywe nośności otrzymane wg nowej procedury wykazują większą zbieżność z wynikami badań eksperymentalnych. Stąd wniosek, że stosowanie bardziej zachowawczych metod obliczeniowych można uznać za niezasadne.

2

Buckling capacity curves for steel spherical shells loaded by the external pressure

Błażejewski P., Marcinowski J.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2014

|

No. 15

43--55

EN

Assessment of buckling resistance of pressurised spherical cap is not an easy task. There exist two different approaches which allow to achieve this goal. The first approach involves performing advanced numerical analyses in which material and geometrical nonlinearities would be taken into account as well as considering the worst imperfections of the defined amplitude. This kind of analysis is customarily called GMNIA and is carried out by means of the computer software based on FEM. The other, comparatively easier approach, relies on the utilisation of earlier prepared procedures which enable determination of the critical resistance &rhoRcr the plastic resistance &rho sub>Rpl and buckling parameters &alpha &beta &eta &lambda sub>0 needed to the definition of the standard buckling resistance curve. The determination of the buckling capacity curve for the particular class of spherical caps is the principal goal of this work. The method of determination of the critical pressure and the plastic resistance were described by the authors in [1] whereas the worst imperfection mode for the considered class of spherical shells was found in [2]. The determination of buckling parameters defining the buckling capacity curve for the whole class of shells is more complicated task. For this reason the authors focused their attention on spherical steel caps with the radius to thickness ratio of R/t = 500, the semi angle &phi= 30o and the boundary condition BC2 (the clamped supporting edge). Taking into account all imperfection forms considered in [2] and different amplitudes expressed by the multiple of the shell thickness, sets of buckling parameters defining the capacity curve were determined. These parameters were determined by the methods proposed by Rotter in [3] and [4] where the method of determination of the exponent &eta by means of additional parameter k was presented. As a result of the performed analyses the standard capacity curves for all considered imperfection modes and amplitudes 0.5t, 1.0t, 1.5t were obtained. Obtained capacity curves were compared with the recommendations for different fabrication quality classes formulated in [5].

PL

Oszacowanie nośności wyboczeniowej stalowej powłoki sferycznej obciążonej ciśnieniem zewnętrznym nie należy do łatwych zadań. Istnieją dwa sposoby, którymi można się posłużyć aby osiągnąć ten cel. Pierwszy z nich to wykonanie zaawansowanych analiz numerycznych, w których uwzględnione zostaną nieliniowości geometryczne i materiałowe oraz najbardziej niekorzystne formy imperfekcji geometrycznych o zadanej amplitudzie. Ten typ analizy nosi nazwę GMNIA, a wykonuje się ją z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego bazującego na MES. Druga metoda, względnie prosta, polega na wykorzystaniu gotowych procedur, dzięki którym można określić nośność krytyczną, nośność plastyczną powłoki oraz parametry wyboczeniowe &alpha &beta &eta &lambda sub>0 niezbędne do opisania klasycznej krzywej nośności. Wyznaczenie krzywej nośności dla pewnej klasy wycinka powłoki sferycznej jest głównym celem tej pracy. Sposób szacowania nośności krytycznej i plastycznej autorzy przedstawili w pracy [1], zaś określenie najbardziej niekorzystnej imperfekcji geometrycznej dla badanej rodziny powłok sferycznych w pracy [2]. Wyznaczenie parametrów wyboczeniowych opisujących klasyczną krzywą nośności jest znacznie trudniejszym zadaniem, dlatego też autorzy niniejszej pracy wybrali do badań rodzinę powłok stalowych o stosunku promienia do grubości R/t = 500, połówkowym kącie rozwarcia powłoki &phi= 30o i sposobie podparcia BC2 (podparcia sztywne). Uwzględniając wszystkie, określone w pracy [2], formy imperfekcji geometrycznych o różnych amplitudach (odniesionych do grubości t) wyznaczono zestawy parametrów wyboczeniowych definiujących krzywą nośności wyboczeniowej. Parametry te określono posługując się procedurami proponowanymi przez Rottera w pracy [3] oraz w pracy [4], w której to przedstawiono sposób wyznaczania dodatkowego współczynnika k, służącego do bezpośredniego wyliczenia wykładnika &eta. Rezultatem przeprowadzonych analiz są typowe krzywe nośności dla każdej z form imperfekcji o amplitudach wielkości 0,5t, 1,0t, 1,5t. Otrzymane krzywe porównano z obowiązującymi zaleceniami sformułowanymi w [5] (EDR5th) dla różnych klas dokładności wykonania.

3

Numerical analysis of dielectric micro-particle motion in a fluid and electric field

Baek M. Ki

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2011

|

Z. 252

73-80

EN

We present numerical analysis of a coupled problem composed of fluidics, electromagnetic and particle dynamics. The forces acting on the dielectric micro-particle consist of a dielectrophoretic (DEP) force, drag force and gravitational force in the proposed analysis model. DEP force and drag force are calculated using the distribution of the electric field and fluid velocity field to analyze the characteristic of the micro-particle motion. The forces exerted by each field are driving terms in the Newton's equation for particle motion. The designed particle separating device, which has the one inlet and the two outlets, is simulated to validate proposed numerical scheme. The analysis results show the trace of the micro-particles can be analyzed using the proposed numerical approach.

PL

Artykuł przedstawia numeryczną analizę problemu, na który składają się strumienniki, pole elektromagnetyczne i dynamika cząstek. W modelu proponowanej analizy, na mikrocząstki działają siły dielektroforetyczne (DEP), siły oporu i siły grawitacyjne. Siły oporu i siły DEP są obliczane z rozkładu pola elektrycznego i pola prędkości cieczy w celu analizowania charakterystyki ruchu mikrocząstek. Siły wywierane przez każde z tych pól stanowią wyrazy napędu w równaniu Newtona dla ruchu cząstek. Projektowane urządzenie do separacji cząstek, które ma jedno wejście i dwa wyjścia, jest symulowane w celu sprawdzenia proponowanego schematu numerycznego. Wyniki analizy wykazują, że trajektorie mikrocząstek można analizować, stosując proponowane podejście numeryczne.

4

Flow modeling in a jet engine

Hlavńa V., Rajčan P.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 4

191-197

EN

It is possible to monitor effects related to flow in a jet aircraft engine by the three basic approaches - analytical, numerical and experimental Each approach has undergone changes and has been developed to the stage of its effective use. To efficiently manage the scientific and research work it is appropriate to use effective links among all three basic approaches. An experimental approach requires a test stand on which the characteristics of a usually geometrically reduced object or the actual object itself are verified. The principles of geometric and hydrodynamic similarities are applied. This approach is time and economically demanding and not all aerodynamic processes can be reliably simulated. Other disaavantages can be the occurrence of measurement errors, errors due to changes in the scale, influences of chemical reactions and influence of Reynolds number. Due to a very fast onset, development and challenges of IT, the numerical approach has become mostly used. It can provide sufficient information on an examined phenomenon in a particular object. It does not need any substantial simpliflcations, it is less financially demanding than the experimental approach, but it needs efficient processors with a huge memory capacity. Its disadvantage is a relatively large dependence of achieved results accuracy on the perfection of numerical models and models of turbulence in the areas with prevailing influence ofviscosity. The usage ofanalytical relations from mathematical andphysical analysis of the flow fleld is the fundamental of the analytical approach of observing the laws related to flowing. The paper deals with possibilities, procedures, advantages, and disadvantages of the mentioned approaches together with a presentation of some results from research and development activities carried out by the authors.