Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wytrzymałość zmęczeniowa połączeń zgrzewanych tarciowo FSW w pomostach aluminiowych

Siwowski T.

Przegląd Spawalnictwa

|

2011

|

R. 83, nr 3

15-24

PL

Pomosty są najbardziej podatnymi na uszkodzenia elementami obiektów mostowych. W okresie ostatnich kilkunastu lat opracowano liczne rozwiązania, służące wydłużeniu okresu eksploatacji pomostów obiektów mostowych. Efektem tych działań jest wiele nowych systemów lekkich pomostów mostów drogowych, w tym spawane pomosty aluminiowe. Wiele zaprojektowanych i stosowanych pomostów aluminiowych, pomimo spełnienia innych wymaganych stanów granicznych, ma jednak zbyt małą nośność zmęczeniową ocenianą wg norm europejskich. Jedną z przyczyn jest ograniczona wytrzymałość zmęczeniowa konwencjonalnych połączeń spawanych MIG, stosowanych w tego typu konstrukcjach. Poszukiwania rozwiązania tego problemu doprowadziły m.in. do opracowania nowej metody łączenia elementów aluminiowych, tj. zgrzewania tarciowego FSW (Friction Stir Welding). Jednakże współcześnie obowiązujące normy europejskie dotyczące projektowania konstrukcji aluminiowych nie uwzględniają jeszcze połączeń zgrzewania tarciowego. Przedstawiona synteza wyników badań zmęczeniowych połączeń FSW pozwoliła na ocenę ich wytrzymałości zmęczeniowej oraz na sformułowanie propozycji uzupełnienia procedury oceny nośności zmęczeniowej konstrukcji aluminiowych, zawartej w Eurokodzie 9. Analiza wykazała, że różnica pomiędzy normowymi krzywymi projektowymi dla spoin MIG a proponowaną krzywą zmęczeniową dla zgrzewania tarciowego FSW wynosi ok. 100% w prawie całym rozpatrywanym zakresie liczby cykli N. Wykorzystując proponowaną krzywą zmęczeniową, można wykazać bezterminową i bezwarunkową żywotność zmęczeniową spawanych pomostów aluminiowych.

EN

The decks are the most susceptible to damage elements of a bridge. In the last few years some application for extending of life of the bridge decks are developed. The effect of it are many of new systems of lightweight bridge decks including the aluminum welded decks. Many of designed and used aluminum decks, although meet required limit states, have to low fatigue resistance in terms of European standards. One of the reason of it is relatively low fatigue strength of conventional MIG welded joints, used for such constructions. Search for a solution to this problem led among other things to develop a completely new method of joining aluminum parts - friction stir welding (FSW). However, the modern European standards applicable to the design of aluminum structures do not include take into consideration friction welding. Presented in the paper a critical synthesis of the results of fatigue tests of FSW joints allowed to draw conclusions about the quantitative and qualitative information on their endurance and to formulate proposals complement the standards evaluation of fatigue resistance of aluminum contained in Eurocode 9. The analysis is shown that the difference is about 100% between design curves in standards for MIG welding and proposed the fatigue curve for the friction welding FSW in almost all considered number of cycles N. Using the proposed fatigue curve can be shown no term stated and unconditional fatigue endurance of welded aluminum decks.

2

FEM modelling and analysis of a certain aluminium bridge deck panel

Siwowski T.

Archives of Civil Engineering

|

2009

|

Vol. 55, nr 3

347-365

EN

The contemporary progress of material engineering, which has led to development of new generation aluminium alloys with excellent strength and durability, has let to wider utilisation of this material in civil and transportation engineering. The Department of Roads and Bridges at Rzeszow University of Technology has undertaken the research program to develop and implement an aluminium bridge deck system. The specific objective of this paper is to demonstrate a computational procedure to characterize the static behaviour of the aluminium bridge deck panel and for predicting the performance of panel under service load. The survey of previous FEM analysis of aluminium bridge decks enabled to establish the attention areas of modelling such kind of structures, i.e. geometrical model, material model and load simulation. Taking into consideration the survey results the own numerical model of the deck panel was developed. Four node quadrilateral thick shell elements were used for model mesh that discretized the actual deck panel. The accuracy of the model was verified by comparing calculated displacements and strains to the corresponding experimental values. The numerical evaluation demonstrated that the aluminium bridge deck panel behavior under service load could be accurately predicted with a commercial, general purpose, finite element code. The developed FEM model includes the capability for representing the nonlinear behaviour of material/structure and it can also be used to model the panel behaviour during the ultimate load tests up to failure.

PL

Współczesny postęp inżynierii materiałowej, doprowadził do powstania nowej generacji stopów aluminium o doskonałej wytrzymałości i trwałości, co pozwala na coraz szersze zastosowanie tego materiału w inżynierii lądowej. Zakład Dróg i Mostów Politechniki Rzeszowskiej prowadzi program badawczy, mający na celu opracowanie i wdrożenie pomostu aluminiowego, mogącego mieć zastosowanie do modernizacji istniejących mostów. Przedmiotem niniejszej pracy jest prezentacja procedury obliczeniowej, zastosowanej do oceny charakterystyki wytrzymałościowej panelu oraz do prognozowania jego zachowania pod wpływem obciążeń użytkowych. Przegląd wcześniejszych modeli MES pomostów aluminiowych pozwolił na wyznaczenie najważniejszych aspektów modelowania tego typu konstrukcji, tj. geometrii panelu, prawa materiałowego oraz symulacji obciążenia. Bazując na wynikach przeglądu opracowano własny model numeryczny panelu pomostu aluminiowego, w którym zastosowano czterowęzłowe, czworoboczne elementy powłokowe uwzględniające ścinanie. Poprawność modelu MES zweryfikowano przez porównanie eksperymentalnych i numerycznych wartości przemieszczeń i odkształceń panelu pod obciążeniem użytkowym. Wyniki analizy pokazały, że zachowanie aluminiowego panelu pomostu pod obciążeniem użytkowym może być prognozowane z dużą dokładnością za pomocą komercyjnego systemu MES. Ponadto opracowany model numeryczny umożliwia analizę nieliniową panelu i może być zastosowany także do oceny nośności granicznej tego typu konstrukcji.

3

Model numeryczny panelu pomostu aluminiowego i jego weryfikacja doświadczalna

Siwowski T., Żółtowski P.

Inżynieria i Budownictwo

|

2005

|

R. 61, nr 1

23-26

PL

W celu oceny zachowania się pomostu, zarówno pod obciążeniem statycznym, jak i niszczącym, opracowano jego model numeryczny, wykorzystując MES. Przeprowadzono także badania statyczne panelu pomostu o wymiarach 2,10 x 3,20 m, w celu uzyskania danych do weryfikacji modelu numerycznego. Opisano model numeryczny panelu oraz przedstawiono porównanie wyników uzyskanych analitycznie i doświadczalnie.

EN

The Rzeszów University of Technology has initiated a study to evaluate the aluminium deck system to be used in bridge rehabilitation program. The detailed numerical simulation has been carried out using a 3D PEM computer model of the deck in order to analyze the static response and failure mode of deck panel. The load test has also been performed on the 2.10 x 3.20 m deck panel at laboratory to verify the numerical model. The results and comparison of analtical and experimental evaluation of the panel are the subject of the paper.

4

Numerical and experimental dynamic analysis of aluminium bridge deck panel

Łakota W., Siwowski T.

Archives of Civil Engineering

|

2005

|

Vol. 51, nr 4

587-607

EN

The contemporary progress of material engineering, which has led to development of new generation aluminium alloys with excellent strength and durability, has let to wider utilization of this material in civil and transportation engineering. The Department of Bridges at Rzeszów University of Technology has undertaken the research program to develop and implement an aluminium bridge deck system. The specific objective of this paper is to describe and demonstrate a computational and experimental procedure to characterize the dynamic behavior of multi-voided, aluminium bridge deck panel and for predicting the performance of the panel under dynamic load. The results of dynamic laboratory tests confirmed, that applied procedure modal analysis - let to determine, with required accuracy, the resonance frequencies and mode shapes of the panel. Besides numerical evaluation demonstrated that the natural frequencies of vibration and mode shapes of aluminium bridge deck panel could be accurately predicted with a commercial, general purpose, finite element code.

PL

Współczesny postęp inżynierii materiałowej, który doprowadził do powstania nowej generacji stopów aluminium o doskonałej wytrzymałości i trwałości, pozwala na coraz szersze zastosowanie tego materiału w inżynierii lądowej i komunikacyjnej. Katedra Mostów Politechniki Rzeszowskiej prowadzi program badawczy, mający na celu opracowanie i wdrożenie systemu pomostów aluminiowych, stosowanych do modernizacji istniejących mostów. Przedmiotem niniejszej pracy jest opis procedury obliczeniowej i badawczej, zastosowanych do wyznaczenia charakterystyki dynamicznej panelu pomostu aluminiowego oraz do prognozowania jego zachowań pod wpływem obciążeń dynamicznych. Wyniki laboratoryjnych badań dynamicznych potwierdziły, że zastosowana procedura - analiza modalna - pozwala na wyznaczenie, z pożądaną dokładnością, zarówno części rezonansowych jak również postaci drgań własnych panelu aluminiowego. Ponadto analiza numeryczna wykazała, że częstości i postaci drgań własnych panelu mogą być również z zadowalającą dokładnością prognozowane przy użyciu modelu numerycznego MES.

5

Studium modernizacji mostu przez Wisłę w Nagnajowie z wykorzystaniem pomostu aluminiowego

Siwowski T., Piekiełek M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2004

|

z. 36 [208]

135-150

PL

W ostatnich latach bardzo ważnym problemem technicznym i ekonomicznym w mostownictwie jest proces "starzenia się" obiektów mostowych zbudowanyc w pierwszej połowie XX w. lub wcześniej. Wiele z tych mostów musi być modernizowane lub przebudowywane ze względu na zbyt małą nośność. W niniejszej pracy opisano przykład modernizacji starego mostu stalowego, w której zastosowano nową płytę pomostu, wykonaną z nowoczesnych stopów aluminium o wysokiej wytrzymałości i trwałości. Zaprezentowano również szczegółową analizę numeryczną MES trójwymiarowego modelu pomostu aluminiowego, która potwierdziła spełnienie wymagań projektowych.

EN

The obsolescence of old bridges, built in the early XX century, has recently became the very important issue, both technically and economically. Many of these bridges have to be rehabilitated due to low carrying capacity. The example of such kind of modernisation works, with the utilisation of high strength and durability aluminium deck, has been described in the paper. The detailed numerical simulation using a 3D FEM computer model of the deck has been also presented, which confirmed fulfilment of design requirements.

6

Wykorzystanie pomostów aluminiowych do modernizacji mostów

Siwowski T.

Inżynieria i Budownictwo

|

2002

|

R. 58, nr 3-4

154-159

PL

Opisano przykłady zastosowania. Podano koncepcję projektową pomostu aluminiowego i wyniki analizy obliczeniowej.

EN

Conceptive design of an aluminium deck and results of its design analysis are presented. Examples of application are given.