Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Urządzenia usprawniające montaż połączeń śrubowych w złączach ciernych odrzwi obudowy korytarzowej

Mikuła Jarosław, Mikuła Stanisław, Szweda Stanisław, Szyguła Marek

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2023

|

Vol. 12, iss. 2

118--128

PL

Elementy podatnej obudowy stalowej wyrobisk korytarzowych, stosowanej powszechnie w polskim górnictwie węgla kamiennego, sprzęgane są ciernie za pomocą strzemion wyposażonych w połączenia śrubowe. Wymaganą nośność i podatność obudowy wyrobiska uzyskuje się poprzez równomiernie dokręcenie zdwojonego połączenia śrubowego każdego ze strzemion z wymaganym końcowym momentem dokręcenia. Stosowane aktualnie naprzemienne, sekwencyjne dokręcanie nakrętek za pomocą kluczy ręcznych lub zakrętarek, pomimo uzyskania wymaganego momentu dokręcenia, powoduje asymetrię sprzężenia ciernego łączonych kształtowników odrzwi obudowy. W artykule omówiono urządzenie przyspieszające montaż strzemion, ale przede wszystkim umożliwiające jednoczesne dokręcenie obu śrub strzemiona z wymaganym końcowym momentem dokręcenia. Zastosowanie urządzenia gwarantuje uzyskanie powtarzalnej nośności kolejnych połączeń elementów odrzwi obudowy.

EN

Elements of flexible steel support for gallery workings, commonly used in the Polish coal mining industry, are frictionally coupled with stirrups equipped with bolted joints. The required load-bearing capacity and flexibility of the working lining support are achieved by uniform tightening of the double bolted connection of each stirrup with the required final tightening torque. The alternate currently used, sequential tightening of the nuts with hand spanners or bolting machines, despite the required tightening torque being achieved, results in an asymmetric frictional coupling of the steel support sections being joined. The article describes a device that speeds up the installation of stirrups, but mainly allows both stirrup bolts to be tightened simultaneously with the required final tightening torque. The use of the device guarantees a reproducible load-bearing capacity for the successive connections of the steel support sections.

2

Śrubowe połączenia zakładkowe w halach z kształtowników zimnogiętych : wpływ ich podatności na zachowanie konstrukcji

Myrcik Henryk

Nowoczesne Hale

|

2023

|

Nr 3-4

37--42

PL

Połączenia na śruby to jedne z najbardziej popularnych sposobów łączenia elementów używanych w konstrukcjach stalowych. Przedstawiamy ich charakterystykę.

3

Zachowanie okapowego węzła ramy portalowej z kształtowników giętych na zimno na podstawie pomiarów techniką DIC

Budziński Rafał, Ślęczka Lucjan

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 9-10

452--457

PL

Węzły ram portalowych z kształtowników giętych na zimno mają inną budowę strukturalną niż węzły z kształtowników walcowanych na gorąco. Z tego powodu są zwykle klasyfikowane jako podatne i o niepełnej nośności. W artykule zwrócono uwagę na fazy pracy takich węzłów wynikające z zastosowania śrubowych połączeń zakładkowych kategorii A, przedstawiono źródła ich deformacji oraz zaprezentowano poszukiwania chwilowego środka obrotu obu składowych połączeń w węźle. Wszystkie te cechy węzłów obserwowano podczas badań doświadczalnych, a szczegółowe pomiary tych właściwości umożliwiała technika optycznej korelacji obrazu (DIC). Podczas badań wyznaczano zależności M-ϕ węzłów ram, w których schodziły się rygiel i słup wykonane ze zdwojonego kształtownika ceowego o wymiarach 450x80x4, ze stali gatunku S355.

EN

The joints of the portal frames made of cold-formed profiles have a different structural form compared to the joints made of hot-rolled rolled sections. For this reason, they are usually classified as semi-rigid and partial strength. The paper draws attention to the phases of joint behaviour resulting from the use of category A bolted lap joints, presents the sources of their deformation, and searches for the instantaneous centre of rotation of both connections in the joint. All these characteristics were observed during experimental tests and detailed measurements were made using digital image correlation (DIC) techniques. The M-ϕ response of two moment-resisting joints was investigated, where back-to-back channel sections with dimensions 450x80x4 were applied, with steel grade S355.

4

Nośność graniczna rozciąganych kątowników mocowanych śrubowo jedną ścianką

Bernatowska Edyta

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 9-10

441--446

PL

W artykule poruszono problem naukowy dotyczący identyfikacji form zniszczenia rozciąganych kątowników łączonych jednym ramieniem za pomocą śrub oraz określania ich nośności granicznej. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych oraz analiz numerycznych. Odniesiono je do wytycznych projektowych zawartych w normach krajowych i zagranicznych.

EN

The article deals with a problem of the identification of the forms of failure of tensioned angle members connected by one leg with bolts and determination of their ultimate tensile resistance. The results of experimental research and numerical analyzes are presented. They were referred to the design guidelines contained in domestic and foreign standards.

5

Nośność doczołowych styków wysokich belek dwuteowych z wieloma szeregami śrub

Kawecki Paweł, Kozłowski Aleksander

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 1-2

40--45

PL

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych czterech śrubowych styków doczołowych belek o przekroju dwuteowym wysokości 1,0 i 1,5 m, z wieloma szeregami śrub i liczbą śrub 2, 4 i 6 w szeregach przy pasie rozciąganym. Na podstawie wyników badań i analizy MES stwierdzono, że ocena stanu granicznego nośności wielośrubowych styków doczołowych o modelu zniszczenia 2 i 3, przeprowadzona metodą składnikową wg PN-EN 1993-1-8, nie zapewnia ich bezpieczeństwa. Zaproponowano dwie metody modyfikacji metody składnikowej: MCM (Modified Component Method) i SRM (Stiffness and Rotation Method).

EN

Results of experimental tests of four extended multi-rows bolted end-plate beam splices of height 1,0 and 1,5 m having 2, 4 or 6 bolts in rows around tension flange, has been presented. On the basis of tests and FEM results it was concluded that moment resistance of joints with 2 and 3 failure mode calculated using component method of EN 1993-1-8 is highly underestimated and not safe. Two modification methods have been proposed: MCM (Modified Component Method) and SRM (Stiffness and Rotation Method).

6

Experimental investigations of steel cold-formed moment-resisting bolted lap joints under monotonic and cyclic loading

Budziński Rafał, Ślęczka Lucjan

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

359--377

EN

Joints in cold-formed steel framing structures are usually designed as bolted lap type ones with a gusset plate. Unlike the end-plate joints in hot-rolled structures, the load in such joints is transferred through shearing of the bolts and bearing of the material. The prediction of their structural properties may be problematic in view of unfavourable influence of the hole clearance and hole ovalization resulting from low bearing resistance of thin walls. A few experimental programmes showed that these issues lead to a different behaviour of the whole joint comparing to common end plate type. These concerns may be particularly important for joints under variable loading, which are prone to deterioration of structural properties. The testing programme conducted by the authors was focused on their behaviour under monotonic and cyclic loading with attention to a potential drop of resistance and stiffness. Monotonic tests revealed quite similar course of the joints’ response. In view of high deformability of the specimens at the intermediate stage of each monotonic test, plastic moment resistances of joints were associated with the initial part of the moment-rotation curves and were multiple times lower than maximum moments obtained in the experiments. The quantities of deterioration of structural properties were determined based on cyclic tests. Drop of resistance and stiffness was observed for several levels of loading range, but the trend of decrease varied for each property. Application of the DIC technique allowed one to identify qualitatively and quantitatively the sources of joint deformability.

PL

Węzły w stalowych konstrukcjach szkieletowych z elementów giętych na zimno są zwykle projektowane jako śrubowe zakładkowe z blachą węzłową. W odróżnieniu od wariantu doczołowego, powszechnego w konstrukcjach z kształtowników walcowanych na gorąco, obciążenie jest w nich przekazywane poprzez ścinanie śrub i docisk do ścianek elementów. Ich projektowanie może nastręczać trudności jeśli chodzi o przewidywanie właściwości strukturalnych związanych z obrotem, a więc sztywności i ciągliwości. Wynika to z niekorzystnych i trudnych w analizie przemieszczeń wewnątrz złączy śrubowych. Składają się na nie luzy występujące pomiędzy trzpieniem śruby a otworem oraz owalizacja otworów pod obciążeniem spowodowana małą nośnością cienkich ścianek na docisk. Wiele dotychczas przeprowadzonych badań doświadczalnych wykazało, że wspomniane wpływy prowadzą do innego zachowania się tego typu węzłów w porównaniu z wariantem doczołowym. Zagadnienia te mogą okazać się szczególnie niekorzystne przy działaniu obciążeń zmiennych, prowadzących do potencjalnej degradacji właściwości strukturalnych. W niniejszym artykule przedstawiono podsumowanie autorskich badań doświadczalnych śrubowych węzłów zakładkowych, pełniących funkcję połączenia okapowego w stalowej ramie portalowej z kształtowników giętych na zimno. Celem badań było określenie ich zachowania się pod wpływem obciążeń monotonicznych i cyklicznych ze zwróceniem szczególnej uwagi na potencjalną degradację nośności i sztywności. Nowością opisaną w artykule jest zastosowanie techniki DIC (Digital Image Correlation), która pozwoliła na jakościową i ilościową identyfikację źródeł odkształcalności węzłów. Badania przeprowadzono na stanowisku doświadczalnym przygotowanym dla węzłów narożnych konstrukcji stalowych. Elementy próbne składały się z fragmentu rygla i słupa ramy portalowej (odpowiednio element pionowy i poziomy), połączonych w sposób zakładkowy z wykorzystaniem blachy węzłowej. Siła generująca moment zginający w węźle przykładana była poziomo w swobodnym końcu rygla (element pionowy) dzięki wykorzystaniu siłownika hydraulicznego. Następnie obciążenie przekazywane było na słupek (element poziomy), który był połączony pośrednio z podłogą siłową za pomocą dwóch podpór przegubowych.

7

A novel composite joint with corrugated web and cover plates for simultaneously improving anti‑collapse resistance and seismic behavior

Wang Jing-Xuan, Wang Wen-Qi, Gao Shan

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e77, 2023

EN

This paper presents a numerical study on the progressive collapse response of concrete-filled steel tube (CFST) composite joint. A novel beam-column connection by using corrugated web and cover plate is proposed to enhance the collapse resistance of the joint. The simulated response is evaluated in terms of the ultimate load and deformation capacity of the joints for column removal scenario and cyclic loading. The results indicate that the corrugated web and cover plates connection can effectively delay the local buckling and fracture of the steel beam. Those configuration details have a significantly positive effect on the development of internal force, especially in the catenary mechanism stage to provide tensile force. Moreover, only after the fracture of the bottom fange, the corrugated web of the beam begins to contribute to the anti-collapse capacity of the joint. Compared with the CFST column-steel beam joint with fat beam web, the anti-collapse capacity and the vertical displacement of the joint are increased by 75.9% and 92.8%, respectively. Furthermore, a simplifed calculation method for the anti-collapse capacity of the joint is proposed according to the resistance mechanism analysis. In addition, the seismic evaluation of the novel joint based on anti-collapse design indicates that the novel connection details can signifcantly improve the collapse resistance of the joint, without impairing its seismic resistance.

8

Analysis of screw connection in air conditioning systems

Jírová Radka, Pešík Lubomír

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2022

|

z. 114

43--54

EN

Air conditioning systems in vehicles require long-term reliability during their entire service life. Especially, a good sealing function is needed for the prevention of coolant leaking. Unfortunately, in specific cases, after a particular time, screw connections of the air conditioning circuit lose their tightness, and the coolant starts to leak. Therefore, this paper focuses on the analysis and design optimisation of screw connections. We used the finite element method for describing the sealing, screw and disc spring behaviour. Then, we proposed a new design of the disc spring to obtain the proper force-deformation characteristics of the connection and ensure the tightness of the screw connection.

9

Analiza MES sprężonych połączeń śrubowych stalowych belek ze słupami

Dzun Michał, Jabłońska-Krysiewicz Agnieszka

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 11-12

147--152

PL

Artykuł przybliża czytelnikowi analizę MES węzłów stalowych obarczonych imperfekcjami w strefie styku blachy czołowej. Zawarto w nim podstawowe informacje dotyczące imperfekcji oraz charakterystyk sztywnościowych węzłów doczołowych. Pokazano przebieg tworzenia modelu obliczeniowego oraz rezultaty wynikające z analizy MES.

EN

The article introduces the reader to the FEM analysis of steel nodes with imperfections in the end plate contact surface. Contains basic information on imperfections and stiffness characteristics of the butt nodes. The course of creating the computational model and the results of the FEM analysis are shown.

10

Ocena współczynnika efektu dźwigni w połączeniach kołnierzowych za pomocą metody składnikowej

Leń Dariusz, Ślęczka Lucjan

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 7-8

293--298

PL

W pracy przedstawiono metodę wyznaczania współczynnika efektu dźwigni w śrubowych połączeniach kołnierzowych. Dotychczasowe metody jego wyznaczania są konserwatywne lub czasochłonne. Przedstawione podejście jest oparte na metodzie składnikowej i pozwala na szybkie wyznaczanie wartości tego współczynnika.

EN

The paper presents a method for determining the prying effect factor in bolted flange joints. So far the existing methods of its determination are conservative or time-consuming. The presented approach is based on the component method and allows for a quick determination of the value of this factor.

11

The stiffness of steel-wood-steel connection loaded parallel to the grain

Rahim Nur Liza, Raftery Gary, Quenneville Pierre, Ing Doh Shu, Nabialek Marcin, Jaya Ramadhansyah Putra, Ibrahim Norlia Mohamad, Abdullah Mohd Mustafa Al Bakri, Śliwa Agata

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 2

37--50

EN

In Eurocode 5, the stiffness equation for bolted steel-wood-steel is stated as a function of wood density and fastener diameter only. In this research, an experimental study on various configurations of tested bolted steel-wood-steel (SWS) connections has been undertaken to predict the initial stiffness of each connection. In order to validate the Eurocode 5 stiffness equation, tests on 50 timber specimens (40 glued laminated timbers and 10 laminated veneer lumbers (LVL)) with steel plates were undertaken. The number of bolts was kept similar and the connector diameter, timber thickness, and wood density were varied. The results obtained in the experimental tests are compared with those obtained from the Eurocode 5 stiffness equation. From the analysis, it is signified that the stiffness equation specified in Eurocode 5 for bolted SWS connections does not adequately predict the initial stiffness. The results from Eurocode 5 stiffness equation are very far from the experimental values. The ratio of stiffness equation to experimental results ranges from 3.48 to 4.20, with the average at 3.77, where the equation overpredicted the experimental stiffness value for the connection. There is a need to consider or incorporated other parameters such as geometric configurations in Eurocode 5 stiffness equation to improve the ratio with the experimental data.

12

Net section resistance of steel angles connected by one leg

Bernatowska Edyta, Ślęczka Lucjan

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

275--291

EN

In civil engineering structures, steel angles are often used as tensioned elements, because of their ease of fabrication and assembly. For practical reasons, angles are usually connected only by one leg, using a single row of bolts, and rupture of weakened section usually determines a joint capacity. Also, eccentricity affects the distribution of stresses in the net section and hence its load capacity. Assessment of ultimate resistance is a completely different issue compared to the well-known and established problems of plastic resistance and requires advanced material modelling. The paper presents a numerical simulation of net section failure of tensioned angles, made of structural steel grade S275, taking into account ductile initiation and propagation of fracture using the Gurson-Tvergaard-Needleman damage model. Extensive parametrical analysis of ultimate tensile resistance was performed with a wide range of parameters. The typical and well-recognised failure modes were observed as net section fracture and block tearing. Also, an additional failure mode, classified as limited block tearing, has occurred which is not considered in current design provisions. The paper describes the impact of individual geometrical properties of the joint (numbers of bolts, connection length, and distance from the edge of the connected leg to the center of the fastener hole) on the apparent failure form and the resistance obtained.

PL

W stalowych konstrukcjach budowlanych kątowniki są stosowane najczęściej jako elementy rozciągane, głównie ze względu na łatwość ich wytwarzania i montażu. Ze względów praktycznych łączy się je tylko jednym ramieniem, za pomocą pojedynczego rzędu śrub, a zerwanie osłabionego przekroju decyduje zwykle o nośności całego połączenia. Na rozkład naprężenia w złączu i tym samym nośność przekroju netto wywiera również wpływ mimośród obciążenia. Przy projektowaniu takich elementów, oprócz uwzględnienia nośności plastycznej przekroju brutto, należy wziąć pod uwagę nośność graniczną przekroju poprzecznego netto oraz nośność na rozerwanie blokowe. W obu tych ostatnich formach zniszczenia stanem granicznym jest rozerwanie materiału i ważne jest uwzględnienie opisu ciągliwego pękania stali w celu uzyskania miarodajnego oszacowania nośności. Wymaga to zaawansowanego modelowania materiału w porównaniu do dobrze już rozpoznanych zjawisk nośności plastycznej. W pracy przedstawiono symulację numeryczną zniszczenia przekroju netto połączenia kątowników rozciąganych, wykonanych ze stali konstrukcyjnej gatunku S275, z uwzględnieniem inicjacji i ciągliwej propagacji pęknięcia. Zastosowano model materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana. Przeprowadzono obszerną analizę parametryczną nośności granicznej i powstającej formy zniszczenia. Badano wpływ: - stosunku szerokości ramienia do jego grubości b/t w kątownikach równoramiennych, - rozstawu otworów na śruby w kierunku działania obciążenia p1 i całkowitej długości połączenia Lp, - odległości osi otworu od krawędzi w kierunku prostopadłym do kierunku działającego obciążenia e2, - odległości osi skrajnego otworu od krawędzi w kierunku równoległym do działającego obciążenia e1, oraz - zróżnicowania parametrów mechanicznych stali. Zaobserwowano typowe, i dobrze już rozpoznane, mechanizmy zniszczenia takie, jak rozerwanie przekroju poprzecznego netto oraz rozerwanie blokowe. Analizy pokazały także dodatkową formę zniszczenia sklasyfikowaną jako ograniczone rozerwanie blokowego, która nie była dotychczas uwzględniana w przepisach projektowania. W artykule stwierdzono, że model materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana może być bardzo korzystny z punktu widzenia modelowania węzłów i połączeń, których nośność opiera się na rozerwaniu materiału. Przedstawiono także wpływ parametrów geometrycznych na powstające formy zniszczenia, w szczególności na nowo zaobserwowany mechanizm ograniczonego rozerwania blokowego.

13

Effect of bolt configurations on stiffness for steel-wood-steel connection loaded parallel to grain for softwoods in Malaysia

Razim Nur Liza, Sheng Francis Ting Shyue, Karim Abdul Razak Abdul, Nabialek Marcin, Abdullah Mohd Mustafa Al Bakri, Sroka Marek

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 3

323--338

EN

Steel-wood-steel connection is widely seen in many applications, such as timber structures. The stiffness of steel-wood-steel connection loaded parallel to grain for softwoods originated from Malaysia was investigated in this study. Numerical models have been developed in ABAQUS to study the stiffness connection. Softwoods of Damar Minyak and Podo have been selected in this analysis. The comprehensive study focused on the effect of bolt configurations on stiffness. Numerical analysis is carried out and the developed model has been validated with the previous study. Further investigations have been made by using the validated model. From this model, numerical analysis of the stiffness values have been made for various bolt configurations, including bolt diameter, end distance, bolt spacing, number of rows and bolts and edge distance. The result shows that the stiffness of bolted timber connections for softwood depends on the bolt diameter, number of rows and bolts, end distance and edge distance. Based on the result, stiffness increased as the diameter of the bolt, end distance, number of rows and bolts and edge distance increased. It is also discovered that the stiffness equation in Eurocode 5 (EC5) is inadequate as the equation only considered parameters which are wood density and bolt diameter. Other connection parameters such as geometry are not considered in the EC5 equation.

14

Analysis of steel frame under selected accidental situation

Kukla Damian, Kozłowski Aleksander

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

293--309

EN

The current design codes recommend designing the building structures based on the assumption avoiding the disproportionate to the initial cause damage during accidental situation. As a main strategy to mitigate a progressive collapse an alternative load path method is recommended. Flush and extended bolted end-plate joint to connect beam-to-column were experimentally tested. Hierarchical validation of joint FEM models based on experimental test results were performed. The numerical dynamic analysis by finite element method of selected steel frame under column loss scenario is presented. The planar 2D model of frame were used. Shell elements for beams and columns and solid elements for joints were employed respectively. Nonlinear material and geometry were applied in the analysis. Johnson-Cook model was used to describe the change of steel parameters by dynamic Increase Factor (DIF). The Rayleigh model to include the damping effects in the analysis was used. The dynamic analysis was performed with the use of Abaqus/Explicit module. Main conclusion of presented research it that to achieve the required level of robustness, bolted beam-to-column joints with extended end-plate of thickness more than 15 mm should be used.

PL

Obecne przepisy projektowe zalecają projektowanie i wykonywanie konstrukcji budowlanych w oparciu o unikanie nieproporcjonalnego do pierwotnej przyczyny uszkodzenia w sytuacji wyjątkowej. W obecnych normach projektowych przedstawiono kilka sposobów ochrony konstrukcji przed katastrofą postępującą. Jako główną strategię łagodzenia katastrofy postępującej zaleca się metodę alternatywnej ścieżki obciążenia. Odporność konstrukcji jest definiowana jako zdolność konstrukcji do zatrzymania katastrofy. Wykonano badania doświadczalnie śrubowych węzłów doczołowych belka-słup z blachą wpuszczoną i wystającą. Przeprowadzono walidację hierarchiczną modeli MES węzłów na podstawie wyników badań eksperymentalnych. Przedstawiono dynamiczną analizę numeryczną, opartą na metodzie elementów skończonych, wybranej ramy stalowej w sytuacji wyjątkowej. Zastosowano płaski model konstrukcji. Do budowy modelu ramy wykorzystano odpowiednio elementy powłokowe dla belek i słupów oraz elementy bryłowe dla węzłów. Wykorzystano nieliniowy model materiału i geometrii do wykonania modelu. Charakterystyki materiałowe stali zostały zmodyfikowane przez zastosowanie dynamicznego współczynnika wzrostu (DIF), przy użyciu modelu Johnson-Cook. W obliczeniach wykorzystano moduł Abaqus/Explicit z uwzględnieniem tłumienia. Wyniki analizy wskazują, że zastosowanie w konstrukcji ramowej doczołowych węzłów śrubowych z blachą wystającą o grubości większej niż 15 mm prowadzi do wytworzenia w konstrukcji mechanizmu cięgnowego i zatrzymania katastrofy postępującej.

15

Numerical study of block tearing failure in steel angles connected by one leg

Bernatowska Edyta, Ślęczka Lucjan

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

269--283

EN

Block tearing is a failure mode of steel connections based on rupture of material. In this paper, a numerical model is developed to capture fracture initiation and progression until failure in steel angles connected by one leg using single row of bolts. It was realized using Gurson-Tvergaard-Needleman porous material model, which can accurately trace the behaviour of steel at plastic and ultimate range. Obtained results are validated on laboratory test results in global and local terms. Stress distribution along the failure paths in the gross and net area subjected to shear and tension was investigated for different geometrical arrangements of connections. Observation of rupture mechanisms allowed to compare the design procedures given in Eurocode 3 with connections behaviour. Results of analysis indicate that both plastic stress distribution in gross shear area and ultimate stress distribution in net shear area can limit block tearing resistance, which is consistent with the newest code provisions.

PL

Rozerwanie blokowe w połączeniach śrubowych następuje przez jednoczesne ścięcie przekroju netto wzdłuż kierunku obciążenia i rozerwanie przekroju netto w jego poprzek. Ocenia się, że jest ono miarodajne w wielu przypadkach przy wyznaczaniu nośności kątowników mocowanych jednym ramieniem przy użyciu śrub. Istnieje wiele badań doświadczalnych tego zjawiska, lecz liczba analiz numerycznych rozpatrujących tę formę zniszczenia nie jest duża. W niniejszej pracy zawarto opis modelu połączenia śrubowego, zbudowanego za pomocą MES, którego celem jest analiza rozerwania blokowego występującego w kątownikach. Model zawiera wszystkie elementy składowe połączenia, takie jak blacha węzłowa, kątownik, śruby z nakrętkami i podkładki. Uwzględnione jest zjawisko kontaktu, co pozwala właściwie odwzorować przekazywanie sił przez śruby podlegające dociskowi. Zastosowano sprężysto-plastyczny model materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana, który ujmuje proces niszczenia materiału. Taki model materiału pozwala na szacowanie obciążenia granicznego spowodowanego plastycznym jego pękaniem, z uwzględnieniem parametrów mikrostruktury oraz właściwości mechanicznych. Właściwości mechaniczne zastosowanej stali uzyskano z badań. Pozostałe parametry determinujące proces niszczenia zaczerpnięto z piśmiennictwa oraz procesu kalibracji modelu materiału. Własne badania doświadczalne połączeń kątowników mocowanych jedną, lub większą liczbą śrub (od 2 do 4), posłużyły także do walidacji zachowania całego połączenia. Walidacja została przeprowadzona na podstawie zarówno globalnego, jak i lokalnego zachowania połączenia.

16

Bolted joints in the running gears of rail vehicles

Sobaś Marek

Pojazdy Szynowe

|

2020

|

Nr 2

24--36

EN

The article presents the issues related to proper choice of bolted joints existing in the running gears of rail vehicles, particularly those of freight cars. The bolted joint, being a connecting member, plays an important role decisive for the driving safety. This problem is often underestimated, nevertheless, it requires closer attention to be paid by rail vehicle.

PL

W artykule przedstawiono problematykę związaną z właściwym doborem połączeń śrubowych w układach biegowych pojazdów szynowych, zwłaszcza w przypadku wagonów towarowych. Połączenia śrubowe, jako element złączny pełnią istotną rolę, decydującą o bezpieczeństwie jazdy. Zagadnienie to jest często niedoceniane, ale wymaga poświęcenia większej uwagi konstruktorów pojazdów szynowych, zwłaszcza na etapie projektowania.

17

Bolted joints for small and medium reticulated timber domes: experimental study, numerical simulation, and design strength estimation

Shu Zhan, Li Zheng, He Minjuan, Chen Fei, Hu Chao, Liang Feng

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 3

131--154

EN

This paper proposes a new type of bolted glulam joint for small-span and medium-span reticulated timber dome structures. The joint fastens the timber elements and the angled slotted-in steel plates together with steel bolts. Reasonably simplified experiments were designed and conducted to understand the mechanical properties of the proposed joint. Finite element models were also developed and calibrated with the tested results. A four-line model was provided to explain the mechanical properties of the joints, which were observed from the tests and simulations. To facilitate the future use of the proposed joint, theoretical derivations were provided to estimate its mechanical features. According to the estimation equations, bilinear moment–rotation curves could be easily obtained for the joints with different wood species, member sizes, joint designs, and/or bolt diameters. Finally, full-size structural models were created to investigate the static stability of K6 single-layered reticulated timber domes with the proposed joints. The influences on the ultimate structural stability capacity from the span, the rise-to-span ratio, the joint model (i.e., stiffness), the initial geometric imperfection introduced from the construction, and the load distribution were systematically investigated.

18

Analiza trwałości zmęczeniowej połączeń śrubowych z wykorzystaniem oprogramowania ANSYS

Jasztal M., Ręgowski M.

Mechanik

|

2018

|

R. 91, nr 7

600--602

PL

Artykuł przedstawia wybrane zagadnienia trwałości zmęczeniowej połączeń śrubowych elementów konstrukcji. Dokonano w nim analizy czynników wpływających na trwałość zmęczeniową połączeń śrubowych oraz omówiono wybrane sposoby jej poprawy. Zamieszczono przykłady obliczeń numerycznych z wykorzystaniem oprogramowania ANSYS, obrazujące wpływ napięcia wstępnego śruby na trwałość zmęczeniową połączenia. Zaprezentowane wyniki obliczeń trwałości uzyskano dla połączenia śrubowego doczołowego, obciążonego wzdłuż osi śruby, oraz połączenia śrubowego zakładkowego, obciążonego prostopadle do osi śruby.

EN

The paper presents selected problems of fatigue life of bolt joints. An analysis of factors influencing fatigue life of bolt joints was performed and selected methods of improving life were described. Authors presents examples of numerical calculations with use of ANSYS software which depict influence of pre-tension in the bolt on fatigue life of the joint. Presented results of life calculation were carried out for bolt joint loaded along bolt axis and for bolt lap joint loaded perpendicular to bolt axis.

19

Przykłady potrzeb przemysłu w zakresie badań wytrzymałości zmęczeniowej

Sędek P., Krasnowski K.

Konstrukcje Stalowe

|

2018

|

nr 5

32--37

20

Porównanie zasad projektowania połączeń śrubowych konstrukcji stalowych wg Eurokodu 1993 i normy krajowej PN-90/B-03200

Supeł Ł.

Inżynier Budownictwa

|

2018

|

nr 5

66--70

PL

Projektowanie połączeń śrubowych po zamianie z 2009 r. norm krajowych na europejskie wymaga od projektanta większej świadomości zachowania się konstrukcji w obszarze złączy. Zmianie ulega nie tylko ilość obliczeń, ale i sposób analizy poszczególnych części złącza. Opis zaproponowany w normie europejskiej jest bardziej szczegółowy, zarówno w zakresie weryfikacji stanu granicznego nośności, jak i analizy sztywności połączenia. W artykule przedstawiono jedynie ogólnie modele normowe obliczania połączeń śrubowych, w tym głównie doczołowych, w przypadku których zmian jest szczególnie dużo.

EN

After the national standards were converted into the Eurocodes in 2009, designers have been required to be more aware of the structure behaviour related to joints when designing bolted connections. What has changed is not only the number of calculations, but also the analysis method of individual parts of the joint. The description given in the European standard is more detailed when it comes to both the verification of the ultimate limit state and the analysis of joint stiffness. In the article, only the standard models for calculating bolted joints are presented, including mainly butt joints which are affected by a particularly high number of changes.