Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 23

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  rigid finite element method
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
In the paper a nonlinear model of a lattice-boom crane with lifting capacity up to 700mT for static analysis is presented. The rigid finite element method is used for discretisation of the lattice-boom and the mast. Flexibility of rope systems for vertical movement and for lifting a load is also taken into account. The computer programme developed enables forces and stress as well as displacements of the boom to be calculated. The model is validated by comparison of the authors’ own results with those obtained using professional ROBOT software. Good compatibility of results has been obtained.
PL
W artykule przedstawiono trzy sformułowania metody sztywnych elementów skończonych: metodę klasyczną, pierwszą modyfikację, w której uwzględnia się podatności giętną i skrętną z zapewnieniem ciągłości przemieszczeń oraz modyfikację drugą, w której stosuje się współrzędne absolutne, uwzględnia podatność wzdłużną, a ciągłość przemieszczeń zapewniona jest poprzez równania więzów. Wyniki obliczeń na podstawie modeli przedstawionych w artykule zostały porównane z wynikami otrzymanymi metodą elementów skończonych, prezentowanymi przez innych autorów. Wykazano ponadto, że metody mogą być stosowane do analizy dynamicznej drgań układów nieliniowych o dużych ruchach unoszenia i przedstawiono wnioski dotyczące zakresu stosowalności metod.
EN
The paper presents three formulations of the Rigid Finite Element Method: classical approach and two modifications. The first modification takes into account bending and torsional flexibilities assuring the continuity of displacements. The second modification uses absolute coordinates and takes into account longitudinal flexibility while continuity of displacements is ensured by means of constraint equations. The results of calculations based on models presented are compared with results obtained by means of finite element method presented by other authors. It is shown the methods can be used for dynamic analysis of nonlinear systems with large base motions and conclusions concerned with the range of applicability are presented.
PL
W artykule zrelacjonowano badania nad ugięciami belek żelbetowych z rysami. Zaprezentowano sposoby uwzględniania efektów zarysowania w obliczeniach inżynierskich. Analizy numeryczne przeprowadzono własnymi programami opartymi na metodzie sztywnych elementów skończonych. Algorytm obliczeniowy wzbogacono wg autorskiego pomysłu tak, aby uwzględniał rysy prostopadłe do osi elementu w sposób dyskretny. Głównym celem pracy była analiza ilościowego wpływu zarysowania na ugięcia belek. Obliczenia przeprowadzono dla belek silnie oraz słabo zbrojonych (o stopniach zbrojenia odpowiednio: 0,65 oraz 1,38 %). Dodatkowo opisano badania eksperymentalne, które posłużyły weryfikacji obliczeń numerycznych.
EN
In the paper the studies on deflections of reinforced concrete beams with cracks were reported. Methods of considering crack’s effects in engineering calculations were given. Numerical analysis was conducted with own programs based on rigid finite element method. A calculation algorithm was supplemented with discrete crack model according to the author’s idea. The main purpose of the studies was the analysis of a quantitative cracking influence on beams deflections. The calculations were performed for beams with low and high reinforcement ratio (respectively: 0,65 and 1,38 %). The experimental studies which verified numerical calculations were described additionally.
PL
Artykuł przedstawia rozwiązanie problemu realizacji zadanej trajektorii masy skupionej zawieszonej na linie i zanurzonej w wodzie niezależnie od ruchów poziomych i pionowych statku wywołanych falowaniem morza. Lina jest przykładem układu wiotkiego. Do dyskretyzacji zastosowano zmodyfikowaną metodę sztywnych elementów skończonych. W tym podejściu współrzędne uogólnione elementów skończonych opisują pozycję środka ciężkości oraz kąt nachylenia osi elementu względem układu inercjalnego. Wzajemne położenie elementów opisują równania więzów geometrycznych. Uwzględniono podatność giętną liny oraz oddziaływanie środowiska wodnego. Uzyskano efektywny numerycznie model pozwalający na rozwiązanie zadania optymalizacji dynamicznej. Zmiennymi decyzyjnymi były wartości przemieszczenia liny nawijanej na bęben wciągarki. Pokazano wpływ liczby punktów, na które dzielono przedział czasu symulacji na realizowaną trajektorię oraz na czas i błąd obliczeń. Analizowano również wpływ prędkości ruchu poziomego statku oraz wartości masy skupionej zawieszonej na linie na wyniki obliczeń.
EN
The paper presents a solution to the problem of trajectory realisation by the payload suspended on a rope submerged in water despite vertical motion of a vessel caused by the wavy sea. The rope is an example of a slender system. It is discretised by means of a modified rigid finite element method. In this approach the coordinates of the center of the mass and the angle of inclination of the element axis with respect to the inertial coordinate system are generalised coordinates of the element. Reciprocal position of elements is defined by means of geometrical constraint equations. Bending flexibility and hydrodynamic forces are taken into account. Due to the numerical effectiveness of the method it can be used for the solution of dynamic optimization problems. The optimization problem presented in the paper is the stabilization of a payload (realization of a given trajectory) despite the motion caused by sea waves and movement of a vessel. Hydrodynamic forces cause the deviation of the payload from its trajectory due to the large deflections and the constant length of the rope. It is shown that the number of points into which the time interval is divided has a significant influence of time and error of calculations. The influence of the velocity of the vessel and the lumped mass at the end of the rope on the displacement of the end of the rope is also discussed.
EN
The paper presents an application of different formulations of the rigid finite element method (RFEM) to dynamic analysis of flexible beams. We discuss numerical effectiveness of the classical RFEM and an alternative approach in which continuity of displacements is preserved by means of constraint equations. The analysis is carried out for a benchmark problem of the spin-up motion in planar and spatial cases. Torsion is omitted for numerical simulations and two cases of the new approach are considered. The results obtained by means of these methods are compared with the results obtained using a nonlinear two-node superelement.
EN
The paper presents an application of the modified rigid finite element method to analysis of the dynamics of slender structures. The equations of motion are formulated for a system discretized by means of the method, and discussion is limited to planar systems and large deformations. Slender elements can be found in offshore engineering as lines, cables and risers. In these cases the hydrostatic influence of water and sea currents has to be taken into account. While analyzing dynamics of risers it may also be necessary to consider the flow of fluid inside the riser. The influence of hydrodynamic coefficients and the velocity of the internal flow of fluid on displacements and forces is presented.
PL
W pracy przedstawiono zastosowanie zmodyfikowanej metody elementów skończonych do analizy dynamiki wiotkich struktur. Sformułowano równania ruchu układu dyskretyzowanego prezentowaną metodą, przy ograniczeniu rozważań do płaskich układów i uwzględnieniu dużych ugięć. Elementy wiotkie spotykane są często w technice offshore’owej jako liny, kable i risery. Analizę dynamiki tych elementów trzeba jednak wówczas uzupełnić o hydrostatyczne oddziaływania wody i prądów morskich. W przypadku riserów, należy też uwzględnić możliwość przepływu płynu w ich wnętrzu. Na przykładzie risera pokazano wpływ współczynników hydrodynamicznych i prędkości przepływu płynu we wnętrzu risera na przemieszczenia i siły.
EN
The paper presents a model of an articulated vehicle with a flexible frame of a semi-trailer. The rigid finite element method in a modified formulation is used for discretisation of the frame. In order to carry out effective numerical simulation, a reduced model with a considerably smaller number of degrees of freedom is proposed. The parameters of the reduced model are chosen in an optimization process by using a genetic algorithm. To this end, it is assumed that the full and reduced model have to be similar in the range of static deflections and frequencies of free vibrations. Numerical simulations are concerned with the influence of the flexibility of the frame on the motion of the articulated vehicle during an overtaking maneuver. Results are presented and discussed.
PL
W artykule przedstawiono model samochodu wieloczłonowego z uwzględnieniem podatnej ramy naczepy. Do dyskretyzacji ramy wykorzystano metodę sztywnych elementów skończonych. W celu przeprowadzenia efektywnych numerycznie symulacji dynamiki zaproponowano model uproszczony, którego ruch opisano przy pomocy znacznie mniejszej liczby stopni swobody. Parametry modelu uproszonego dobrano w procesie optymalizacji z wykorzystaniem algorytmów genetycznych zakładając, że ugięcia statyczne oraz określona liczba pierwszych częstości drgań własnych muszą być takie same w modelach uproszczonym i pełnym. Przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych dotyczące wpływu podatności ramy naczepy na ruch pojazdu podczas manewru wyprzedzania.
EN
In offshore pedestal cranes one may distinguish three components of considerable length: a pedestal, a boom and a frame present in some designs. It is often necessary in dynamical analyses to take into account their flexibility. A convenient and efficient method for modelling them is the rigid finite element method in a modified form. The rigid finite element method allows us to take into account the flexibility of the beam system in selected directions while introducing a relatively small number of additional degrees of freedom to the system. This paper presents a method for modelling the pedestal, the frame and the boom of an offshore column crane, treating each of these components in a slightly different way. A custom approach is applied to the pedestal, using rigid finite elements of variable length. Results of sample numeric computations are included.
PL
W konstrukcji kolumnowych żurawi typu offshore można wyróznić trzy istotne elementy o znacznej długości: kolumnę, wysięgnik oraz w niektórych rozwiązaniach wspornik. W wielu analizach dynamicznych występuje konieczność uwzględnienia ich podatności. Wygodną i efektywną metodą ich modelowania jest metoda sztywnych elementów skończonych w odmianie zmodyfikowanej. Metoda sztywnych elementów skończonych pozwala uwzględnić podatność układu belkowego w wybranych kierunkach, a jednocześnie wprowadza do układu stosunkowo niewielką liczbę dodatkowych stopni swobody. W artykule zaprezentowano sposób modelowania kolumny, wspornika i wysięgnika kolumnowego żurawia offshore, przy czym każdy z elementów potraktowany został nieco odmiennie. W przypadku modelowania kolumny zaproponowano także autorskie podejście ze sztywnymi elementami skończonymi o zmiennej długości. Zamieszczono wyniki przykładowych obliczeń numerycznych.
9
Content available remote Modelling of a rope: two discrete approaches
EN
Plane motion of a rope is considered. Two approaches to rope modelling are presented: the one based on classical concepts of analytical mechanics and the rigid finite element method. In both cases equations of motion are derived within the framework of the Lagrangian formalism, without the small displacement assumption. In a numerical experiment parameters matching of the two models is attempted, which cannot be performed in a straightforward manner. The rigid finite element method allows to consider the internal forces related to tension, shearing and bending, whereas the other approach, based strictly on rigid body mechanics, is much simpler.
10
Content available remote Dynamic analysis of collision of beam with rough obstacle
EN
Beam collision with an obstacle is studied in the work. It is presumed that the conditions, under which the motion of the beam before, during and after the collision is planar, are fulfilled. Friction forces between contacting surfaces of both objects are taken into consideration. The problem is solved using the Rigid Finite Element Method. Interaction between the beam and the obstacle, taking into account the elastic properties and surface roughness of the latter one, is modelled using the elastic element. Three different models of the interaction, corresponding to various conditions governing the process, have been presented. Numerical simulations for the three possible variants of collision have been conducted. The results for the three considered cases of the collision have been compared with data obtained using Routh method.
PL
W artykule przedstawiono zastosowanie systemu MSC ADAMS w modelowaniu obrabiarek w konwencji metody sztywnych elementów skończonych (SES). Przedmiotem badań jest tokarka karuzelowa KCI 210/280 NM, dla której badano wskaźniki sztywności statycznej w zależności od siły obciążającej wzdłuż osi x oraz y. W artykule przedstawiono metody modelowania obrabiarek zgodnie z założeniami metody sztywnych elementów skończonych. Następnie wyznaczono parametry modeli geometrycznych zespołów obrabiarek oraz parametry elementów sprężysto- tłumiących (EST). W kolejności części zaprezentowano metodologię przeprowadzania analiz metodą SES w systemie MSC ADAMS. W ostatniej części porównano wyniki uzyskane metodą MES oraz SES dla obrabiarki KCI 210/280 NM.
EN
This article presents application of MSC ADAMS system for modeling machine tools with rigid finite element method (RFEM). The object of the research is vertical lathe KCI 210/280 NM, for which static stiffness factors were calculated based on load in x and y axis. The paper presents basics of method of machine tool modeling with rigid finite element method. Next, the parameters of geometric model of machine tool and parameters of the elastic-damping elements were determined. Also, methodology of analysis basing on rigid finite element method in MSC ADAMS system has been depicted. The final section compares the results obtained using FEM and RFEM. while analyzing KCI 210/280 NM machine tool.
PL
W pracy przedstawiono model numeryczny umożliwiający symulację drgań elektrod osadczych wywołanych siłą impulsową w procesie strzepywania pyłu. Do modelowania układu elektrod zastosowano dwie metody: odkształcalnych i sztywnych elementów skończonych (SES). Pola przemieszczeń translacyjnych i rotacyjnych powłok aproksymowano, stosując własny element prostokątny o 24 wielkościach węzłowych. Celem pracy jest określenie wpływu sposobu łączenia elektrod i belek na przyspieszenia styczne i normalne do powierzchni elektrod. Opracowane modele połączeń umożliwiają stosowanie elementów sprężysto-tłumiących, które odbierają ruchom względnym łączonych elementów dowolne translacyjne i rotacyjne przemieszczenia względne. Pewne ograniczenia ruchów względnych są konieczne ze względów konstrukcyjnych, inne nie. Przeprowadzone symulacje umożliwiają sformułowanie wniosków co do wpływu połączenia na przyspieszenia, a tym samym na efektywność strzepywania.
EN
Computer model, which enable us to analyse vibrations of the system of the collecting electrode is presented in the work. Two methods are used for modelling of the collecting electrode system: the classical finite element method (FEM) and the rigid finite element method (RFEM). The collecting electrodes are modelled by means of the FEM, in which a new shell rectangular element with 24 node values approximates translations and rotations of shells. The main aim of this work is to determine an influence of connection type of shell and beam elements on the tangent and normal accelerations to the surface of the collecting electrodes. Developed models allow us to use spring-damping elements, which take relative displacements (translational and/or rotational) away from relative motions of the combined elements.Certain limitations of relative motions are necessary for structural reasons, others do not. The simulations allow us to draw conclusions about the influence of connection parameters on accelerations of electrodes, and thus on the efficiency of the dust removal process.Results of numerical calculations obtained by means of the model presented are compared with those obtained using experimental measurements. The quantitative analysis of the results is carried out by means of two different indicators: verifiability ratio FAC2 and hit rate qε
PL
Oczyszczanie elektrod osadczych w elektrofiltrach suchych jest realizowane przez wzbudzanie ich drgań. Są to drgania o dużych wartościach przyspieszeń. Przedmiotem modelowania w niniejszej pracy jest pojedynczy zestaw elektrod, składający się z belki nośnej, zawieszonych na niej elektrod, będących powłokami o złożonym kształcie oraz drąga strzepującego. Do dyskretyzacji układu zastosowano metodę sztywnych elementów skończonych. Wyniki obliczeń porównano z wynikami otrzymanymi przy zastosowaniu metody hybrydowej oraz pomiarów ną specjalnym stanowisku badawczym.
EN
Collecting electrodes in electrostatic precipitators are cleaned by inducing vibrations with large accelerations. This paper presents modeling of one section of electrodes which consists of a supporting beam, system of collecting electrodes which are treated as shells with complicated shape and a brushing bar. Discretizsation of the system is carried out by the rigid finite element method. The results of calculations are compared with those obtained using the hybrid finite element method and experimental measurements.
EN
The paper presents the model of a rope which enables us to analyse bending and longitudinal vibrations caused by displacements of one of its ends. Discretisation of the rope is carried out by means of the rigid finite element method. In the planar case, the motion of a section of the rope is described by two generalised coordinates: rotation angle and longitudinal deformation. The model proposed enables us to analyse the influence of wave phenomena in the rope on displacements of the load. Numerical simulations are carried out in order to define the influence of the parameters of the rope (length, cross-section) on the displacement of the load held up at the end of the rope which is connected with an installation on a vessel. The motion of the vessel is caused by wave action.
PL
W niniejszym artykule przedstawiono przykładowe obliczenia drgań wybranych elementów przekładni zębatych za pomocą metody sztywnych elementów skończonych, które realizowano za pomocą oprogramowań SIMPACK i MSC/ADAMS.
EN
This paper presents sample calculations of vibrations of selected elements of gear transmissions, which were performed using the rigid finite element method in SIMPACK and MSC/ADAMS software.
EN
The paper presents a model of a rapping system of an electrostatic precipitator. The rapping system consists of a set of collecting electrodes hanging on a suspension bar and braced together in a brushing bar. The suspension and brushing bars are modeled using the rigid finite element method, while the collecting plates are modeled using the hybrid method. The method combines the rigid finite element method with the classical finite element method. As a result, the mass matrix is diagonal. Some results of numerical simulations concerning free vibrations of the collecting plates and the influence of the number of elements, into which the plate is divided, on the vibrations of the rapping system are presented.
PL
W artykule przedstawiono model układu strzepującego elektrofiltru suchego. Układ strzepujący składa się z zestawu elektrod zbiorczych zawieszonych na belce górnej i ujętych w drąg strzepujący. Belki górna i dolna modelowane są przy pomocy metody sztywnych elementów skończonych podczas gdy do modelowania elektrod zbiorczych wykorzystywana jest hybrydowa metoda elementów skończonych. Metoda ta łączy metodę sztywnych elementów skończonych z klasyczną metodą elementów skończonych. W wyniku takiego podejścia otrzymuje się diagonalną macierz mas. W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych dotyczące drgań własnych płyt zbiorczych oraz wpływ liczby elementów, na które dzielono płyty, na drgania układu strzepującego.
PL
W pracy przedstawiono wyniki weryfikacji pewnej metody hybrydowej zastosowanej do analiz statycznych typowego układu elektrod zbiorczych elektrofiltru suchego. Krótko scharakteryzowano wykorzystaną metodę hybrydową łączącą elementy metody odkształcalnych elementów skończonych (MES) oraz metody sztywnych elementów skończonych (SES). Otrzymane wyniki analiz porównano z wynikami modelowania z wykorzystaniem metody MES zaimplementowanej w jednym z komercyjnych pakietów obliczeniowych.
EN
The paper presents a verification of the hybrid method used for static analysis of collecting electrodes system. The method is a combination of well known deformable finite element method (FEM) and less popular rigid finite element method (RFEM). In order to verify the accuracy of the hybrid method a comparison with the classic FEM model is presented (implemented in one of general-purpose commercial package).
18
EN
The paper presents an application of the rigid finite element method to modelling of a flexible link of a manipulator. The modification of the classical rigid finite element method which takes into account only bending and torsion enables us to consider large deflections of the links. In the case when the deflections are small a simple form of the equations can be used. Applicability of the models is discussed on the basis of simulation results. One of the problems connected with realisation of desired motion of a mechanism is a proper choice of drive functions. The flexibility influences a desired trajectory of the end-effector. In order to compensate the flexibility effects an optimization task is formulated and it consist in such a choice of the courses of joint angles that the desired trajectory of the end-effector is realized in spite of the vibrations caused by flexible links. The required drive functions are calculated and the results are presented.
PL
W artykule omówiono zastosowanie metody sztywnych elementów skończonych do modelowania podatnego członu manipulatora. Modyfikacja klasycznej metody sztywnych elementów skończonych, która uwzględnia tylko podatność gietną i skrętną, umożliwia analizę dużych ugięć. Dla przypadku małych ugięć - prosta liniowa postać równań ruchu może być stosowana. Przedstawione wyniki symulacji są podstawą do analizy zastosowań modeli. Jednym z problemów związanych z realizacją zadanej trajektorii ruchu jest właściwy dobór funkcji napędowych. Podatność członów wpływa na realizację zadanej trajektorii. Sformułowano zadanie optymalizacji, które kompensuje wpływ podatności poprzez taki dobór funkcji napędowych, aby zadana trajektoria była realizowana niezależnie od drgań wywołanych przez podatne człony. Uzyskane wyniki przedstawiono i sformułowano wnioski końcowe.
19
Content available remote Dynamic analysis of a satellite with flexible links
EN
The paper presents a spatial model of the satellite antenna with an arbitrary number of flexible arms. Such a system is an example of an open kinematic chain with a tree-like structure. The modification of the rigid finite element method is used to discretise flexible links. The equations of motion are derived from the Lagrange equations and the motion of the system is described using joint coordinates and homogeneous transformations. Numerical simulations have been carried out to analyse how the method of extending the arms influences the dynamics of the system.
PL
W artykule przedstawiono model przestrzenny satelity złożonego z dowolnej liczby podatnych ramion. Układ taki jest przykładem otwartego łańcucha kinematycznego o strukturze drzewa. Do dyskretyzacji członów podatnych zastosowano modyfikację metody sztywnych elementów skończonych. Równania ruchu wyprowadzono z równań Lagrange'a II rodzaju, stosując do opisu ruchu ciał współrzędne złączowe oraz przekształcenia jednorodne. W symulacjach numerycznych analizowano wpływ różnych sposobów rozkładania ramion na dynamikę układu.
20
Content available remote Mathematical model of a pipelay spread.
EN
The paper presents the mathematical model of a pipelay spread. In the model, elasto-plastic deflections of the pipe, its large deformations and contact problems are considered. The modification of the rigid finite element method (REFM) is used to discretise the pipe. The problem is analyzed in two stages. First, the quasi-static problem is considered. The tip of the pipe is pulled from the reel to the tensioner. Then, dynamic analysis (during ordinary work) of the pipelay spread is carried out. Some results of numerical calculations are presented.
PL
W pracy przedstawiono matematyczny model urządzenia do układania rur na dnie morza. W modelu uwzględniono sprężysto-plastyczne odkształcenie rury, jej duże odkształcenia oraz zjawiska kontaktowe. Do dyskretyzacji rury zastosowano zmodyfikowaną metodę sztywnych elementów skończonych. Analizę przeprowadzono w dwóch etapach. Najpierw rozważano zagadnienie quasi-statyczne przemieszczenia końca rury z bębna do napinacza. Następnie wykonano analizę dynamiczną pracy urządzenia w trakcie jego normalnej pracy. Zaprezentowano wybrane wyniki obliczeń numerycznych.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.