Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mathematical model of flexible link dynamics in marine tethered systems considering torsion and its influence on tension forc

Trunin Konstantin

Polish Maritime Research

|

2023

|

nr 2

188--196

EN

The rigidity in bending of a flexible link (is an important characteristic that should be considered during regular service conditions. The tension and bending with torsion of wire ropes are also significant factors. This study proposed a method to calculate the vectors of the generalised forces of bending of flexible links. One of the causes of torsional stresses in the power plant of underwater tethered systems is the interaction with ship equipment, such as spiral winding on the winch drum, friction on the flanges of the pulleys or winch drums, and bends on various blocks and rolls that cause torsion. The source of torsional stresses in the FL may also be related to manufacturing, storage, transportation, and its placement on the ship’s winch drums. Torsion can lead to a decrease in the tensile strength due to load redistribution between power elements, or even a violation of their structure. In some cases, torsion significantly affects the movement of the underwater tethered system as a whole. The development of a mathematical model to describe the marine tethered systems dynamics, taking into account the effect of torsion, is important and relevant. The mathematical model of the marine tethered systems dynamics was improved and solved by accounting for the generalised forces of the torsion rigidity of the flexible link, using an algorithm and computer program. The influence of the bending and torsional rigidity of the FL on its deflection and tensile strength were considered based on the example of two problems. The developed program’s working window image shows the simulated parameters and the initial position of the flexible link. The results show that torsion has almost no effect on the shape of the a flexible link’s deflection in the X0Z plane, but leads to a deviation from the X0Z plane when calculating the static deflection of the flexible link. When the carrier vessel is stationary and the submersible vehicle has no restrictions on movement and has positive buoyancy, torsion leads to a three-dimensional change in the shape of the flexible link both in the X0Z plane and in the X0Y plane. The tension force of the flexible link along its length is distributed unevenly, and the torsion of the flexible link can lead to significant changes in its shape, the trajectory of towed objects, and the forces acting on the elements of the marine tethered systems.

2

Finite element analysis of the dynamically created portal in the huge machine tool of “travelling column” type

Dounar Stanislau, Iakimovitch Alexandre, Jakubowski Andrzej

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2021

|

nr 65 (137)

29--37

EN

In this paper, a special configuration for the huge multipurpose machine tool of “travelling column” type was investigated by the finite element analysis. Internal degrees of freedom of a bulky system consisting of the ram, stock, column, sledge and bed, were implemented by the hydrostatic guides. A simulation of coupling two assembled columns into the portal structure was completed. The results of this work showed that temporal joining raises the spindle static rigidity by 1.39–1.91 times depending on the direction (mostly longitudinal – along the X-axis). The simulation also revealed the robustness of a whole-machine resonance pattern (11.7–39.0 Hz) to “column–to–portal coupling”. Eight types of eigenmodes were analyzed for frequency intervals from 0 to 80 Hz. A decrease by 2.9 times of the resonance peaks of a frequency response function was observed in the case of a portal structure creation. In case of columns-to-portal transition, stable cutting just at resonance frequencies (resonance overriding) becomes allowable. Overall, the “Portal” structure is recommended for intermittent cutting machining by raised high spindle unit at frequencies below 40 Hz.

3

Dynamic finite element analysis of rotor-shaft fastening into a heavy precise lathe

Dounar Stanislau, Jakubowski Andrzej

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2021

|

nr 66 (138)

37--45

EN

The results of finite element analysis of large machined rotor fastened into heavy precise lathe are reported. Many design changes are simulated to improve the dynamic rigidity of the machining. Three radial eigenmodes detrimental to the accuracy were revealed: rotor-stock bending at 17.7 Hz (“half-wave”), rotor-lathe bending at 36.1 Hz (“full-wave”), and “support rocking” at 68.1 Hz. The frequency response functions and dynamic rigidities were evaluated. Three compliance issues were revealed: angular flexibility of the spindle console, low stiffness of the lathe bed (with boots), and an excessively slender tailstock. It is proposed to transform the spindle chuck into a table with additional hydrostatic backing, fill the bed cavities with concrete, and redesign the tailstock as a counter-spindle unit. This will decrease the amplitude of the main rotor resonance by 6.3 times and upshift the frequency near two-fold from 17.7 to 35 Hz. The renovated lathe should be able to machine a rotor without a lunette system or overriding the main resonant frequency.

4

Modernizacja konstrukcji ramy pojazdu startującego w zawodach Shell Eco-marathon

Ochałek Krzysztof, Durał Damian

Napędy i Sterowanie

|

2020

|

R. 22, nr 1

30--33

PL

W pracy ukazano przebieg procesu modernizacji ramy pojazdu ekologicznego startującego w międzynarodowych zawodach Shell Eco-marathon. Przedmiotem badań była analiza sztywności konstrukcji ramy, która podczas poruszania się bezpośrednio wpływa na geometrię układu jezdnego. W celu określenia rzeczywistych sił działających na ramę w wybranych punktach zmierzono drgania czujnikiem 3D. Na podstawie amplitudy drgań i rozkładu mas określono wielkość sił dynamicznych, działających na koła jezdne. Wykorzystując środowisko SolidWorks, zmodernizowano konstrukcję ramy, a następnie poddano ją analizie metodą elementów skończonych. W pierwszym etapie analiz zaprojektowaną ramę traktowano jako obiekt belkowy, co umożliwiło określenie rozmieszczenia poszczególnych elementów konstrukcji oraz wstępne dobranie profili ramy. Następnie wykonano analizy konstrukcji traktowanej jako element bryłowy. Ostatnim z etapów prac była analiza wytrzymałości zmęczeniowej. W wyniku przeprowadzonych działań stworzono nową ramę o konstrukcji kratownicowej charakteryzującą się większą sztywnością oraz mniejszą wagą.

EN

The article presents the course of the modernization process of the ecological vehicle frame taking part in the international Shell Eco-marathon competition. The subject of the study was the analysis of the frame structure rigidity, which when moving directly affects the geometry of the stearing system. To determine the actual forces acting on the frame at selected points, vibration was measured with a 3D sensor. The magnitude of dynamic forces acting on the wheels was determined on the basis of vibration amplitude and mass distribution. Using the SolidWorks environment, the frame structure was modernized and then subjected to finite element analysis. In the first stage of the analysis, the designed frame was treated as a beam object, which made it possible to determine the location of individual structural elements and pre-select the frame profiles. Then, analyzes of the structure treated as a solid element were made. The last of the stages of work was the analysis of fatigue strength. As a result of the activities carried out, a new truss frame was created with greater rigidity and less weight.

5

Mechanical properties and sound velocity of gold copper (AuCu) II superlattice: 3D molecular dynamic (MD) simulation

Aish Mohammed Mahmoud

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2020

|

Vol. 58 nr 4

901--909

EN

Young’s modulus, yield stress and Poisson’s ratio are studied for different size and tem- perature. The temperature dependence of simulated Young’s modulus is quite similar to experimental results. Transverse sound velocity is estimated from the simulated elastic con- stants at each temperature. The dislocation speed reaches up to 75% of the transverse sound velocity. The dislocation speed decreases with increasing temperature linearly. The tempera- ture dependence of macroscopic deformation behavior and the possibility of the existence of supersonic dislocations are discussed. The transverse sound velocity and rigidity G is calcu- lated from Young’s modulus, Poisson’s ratio and density ρ which changes with temperature.

6

Analiza wpływu sztywności pierścienia podporowego na wartości sił wewnętrznych w cienkościennej powłoce obrotowej opartej na słupach

Majewski Łukasz, Wiliński Piotr

Inżynieria i Budownictwo

|

2020

|

R. 76, nr 9

430--433

PL

Przeanalizowano zmiany rozkładu sił wewnętrznych w cienkościennej kopule w zależności od wymiarów poprzecznego przekroju pierścienia podporowego. Siły wewnętrzne w powłoce wyznaczono, wykorzystując metodę elementów skończonych. Model numeryczny utworzono w programie komputerowym Autodesk Robot Structural Analysis.

EN

The changes occurring in the distribution of internal forces of the thin-walled dome depending on the size of the cross-section of the support ring were analyzed. Internal forces in the shell were determined using the finite element method. The covering model was created in the Autodesk Robot Structural Analysis computer program.

7

Wybrane aspekty bioinspiracji w rozwoju przemysłu

Ruszaj A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 3

52--56

PL

Wszechświat funkcjonuje zgodnie z prawami fizyki, które tworzą sztywne relacje pomiędzy zjawiskami. Istniejący od wielu lat stan quasi równowagi został naruszony przez negatywne oddziaływanie zanieczyszczeń przemysłowych i komunalnych na środowisko naturalne. Rosnący poziom zanieczyszczeń stanowi zagrożenie dla Środowiska naturalnego a tym samym funkcjonowania człowieka oraz wszystkich organizmów żywych i dalszego rozwoju naszej cywilizacji. Jednym z racjonalnych rozwiązań w istniejącej sytuacji jest wykorzystanie wyników badań "bioniki", nauki, która bada struktury, materiały i procesy występujące w przyrodzie w celu wykorzystania wyników w dalszym rozwoju techniki. Należy podkreślić, że możliwy jest bionicznie inspirowany dynamiczny rozwój techniki i produkcji przemysłowej przy równoczesnym korzystnym oddziaływaniu na stan Środowiska naturalnego.

EN

The universe is ruled by the universal laws of physics creating fixed relations between the phenomena. This quasi balanced, well established state has been disturbed by the negative impact of the industrial and urban pollution on the Nature environment. The growing level of contamination has become a hazard for the nature environment and for all live creatures, threatening sustainable progress of our civilization. One rational solution comes to mind, making use of the bionic science which investigates structures, materials and processes taking place in the nature in order to utilize the obtained results for the technological progress. It should be emphasized that it is possible to achieve bionic-inspired progress in technology and the industrial production with simultaneous advantageous impact on the Nature environment.

8

Propagation of torsional surface waves in a nonhomogeneous half-space with circular irregularity in free surface

Sethi M., Sharma A. K., Sharma A.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2018

|

Vol. 23, no. 4

929--939

EN

The present paper studies the effect of circular regularity on propagation of torsional surface waves in an elastic non-homogeneous half-space. Both rigidity and density of the half-space are assumed to vary inversely linearly with depth. Separation of variable method has been used to get the analytical solutions for the dispersion equation of the torsional surface waves. Also, the effects of non-homogeneity and irregularity on the phase velocity of torsional surface waves have shown graphically.

9

Mathematical modeling of torsional surface wave propagation in a non-homogeneous transverse isotropic elastic solid semi-infinite medium under a layer

Sethi M., Sharma A., Vasishth A.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2017

|

Vol. 22, no. 2

415--426

EN

The present paper deals with the mathematical modeling of the propagation of torsional surface waves in a non-homogeneous transverse isotropic elastic half-space under a rigid layer. Both rigidities and density of the half-space are assumed to vary inversely linearly with depth. Separation of variable method has been used to get the analytical solutions for the dispersion equation of the torsional surface waves. Also, the effects of nonhomogeneities on the phase velocity of torsional surface waves have been shown graphically. Also, dispersion equations have been derived for some particular cases, which are in complete agreement with some classical results.

10

Wpływ sztywności przedmiotu obrabianego na wybrane wskaźniki skrawalności stali 17-4PH

Zaleski K., Matuszak J., Pałka T.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 8-9

1166--1167

PL

W przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym w wielu przypadkach wykorzystuje się elementy kieszeniowe cienkościenne, podczas obróbki których występują problemy związane z obniżoną sztywnością. Przenalizowano wpływ sztywności przedmiotu obrabianego na wybrane wskaźniki skrawalności oraz dokładność wymiarowo-kształtową podczas frezowania przedmiotów o różnej grubości.

EN

In many cases, in the aerospace and automotive industries, there are pocket elements with thin walls, where, during machining, problems associated with reduced stiffness can occur. The article presents the influence of the workpiece rigidity on selected indicators of machinability and dimensional and shape accuracy during milling objects of variablethickness.

11

Wpływ zróżnicowanych podatności podpór dyskretnych na nośność silosów stalowych

Hotała E., Skotny Ł., Boniecka J.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 5

72--73

PL

Silosy na węgiel lub mączkę wapienną są często lokalizowane w budynkach kotłowni na stropach stalowych. Odcinkowe podparcie płaszczy takich silosów często ma różną podatność pionową na poszczególnych podporach jednego silosu, co zazwyczaj wynika z rozwiązań konstrukcyjnych stropów. Podobnie jak w przypadku nierównomiernych osiadań fundamentów, takie zróżnicowanie sztywności lokalnych (odcinkowych) podparć płaszcza silosu stalowego z blachy gładkiej prowadzi do wyraźnej redystrybucji naprężeń w strefach podporowych płaszcza, a w konsekwencji do znaczącej redukcji nośności globalnej silosu. W artykule przedstawiono wpływ zróżnicowania podatności podpór silosu na jego nośność globalną.

EN

Silo for coal or lime powder storage are often placed in boiler house on steel ceilings. Discrete supports of said silos usually have different rigidity due to steel ceiling construction. Similarly as with subsidence of the foundations, such uneven rigidity of discrete supports in steel silos leads to major redistribution of stresses in silo shell, which in turn leads to global capacity reduction of the structure. Influence of differences in support rigidity on silo load bearing capacity is discussed in the paper.

12

Wpływ sztywności walcowych płaszczy silosów na niesymetryczny stan parcia poziomego

Hotała E., Aniszczyk A.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 5

90--92

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań obciążeń użebrowanego i nieużebrowanego płaszcza silosu z blach falistych oraz wiotkiego płaszcza silosu o podobnej geometrii. Badano wartości obciążeń parciem poziomym w wielu punktach obwodu i wysokości płaszcza przy napełnianiu i opróżnianiu silosu. Wykazano duży wpływ południkowej sztywności walcowego płaszcza silosu na nierównomierny stan obciążenia poziomego od materiału wypełniającego.

EN

Paper presents results from loading experiments of silo made of corrugated sheets with and without stringers as well as silo made out of fabric. Horizontal pressures were studied in multiple places along circumference of the shell as well as on different heights during loading and unloading of the silo. The experiments have shown a large impact of vertical stiffness of the cylindrical silo shell on the uneven state of the horizontal pressures caused by bulk solid.

13

Sztywność elementów z betonu drobnoziarnistego w aspekcie trwałości konstrukcji

Ścigałło J., Grabiec-Mizera T.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 11

128--129

PL

W artykule przedstawiono ocenę wpływu uziarnienia kruszywa na sztywność zginanych elementów żelbetowych o przekroju prostokątnym, pojedynczo i podwójnie zbrojonych, pod obciążeniem długotrwałym. Analizę wykonano dla przekrojów zarysowanych i niezarysowanych. Zaprezentowano wyniki badań własnych elementów wykonanych z betonu drobnoziarnistego.

EN

An assessment of an aggregate grain size influence on the rigidity for bending r.c. elements with singly and doubly reinforced cross-sections under the long-term loading were presented. Analysis was carried out for cracking and non-cracking cross-sections. The results of self-made experiments on fine-grained concrete elements were used.

14

Problemy użytkowe związane z eksploatacją stalowej trybuny teleskopowej

Ścigałło J., Demby M.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 11

90--91

PL

W artykule omówiono problemy eksploatacyjne związane z nadmiernymi przemieszczeniami stalowej trybuny teleskopowej w Sali Ziemi na terenie Międzynarodowych Targów Poznańskich w Poznaniu. Opisano konstrukcję i zasadę działania składanych trybun stalowych. Przedstawiono numeryczny model obliczeniowy trybun. Zamieszczono wyniki analizy numerycznej, która wykazała zbyt małą sztywność przestrzenną konstrukcji na działanie sił poziomych. Opisano wprowadzone skuteczne rozwiązania konstrukcyjne, które zdecydowanie zmniejszyły wielkości przemieszczeń.

EN

In the paper usable difficulties connected with excessive displacements of the steel telescopic tribune in the Earth Hall on the Poznan International Fair area were discussed. The structure and the principle of operation of steel telescopic tribunes were described. The results of numerical analysis, which pointed out too low stiffness of structure during the acting of horizontal forces, were presented. The implement effective structure solution, which decreased immeasurably values of horizontal displacements, was described.

15

Rigidity of monodromies for Appell's hypergeometric functions

Haraoka Y., Kikukawa T.

Opuscula Mathematica

|

2015

|

Vol. 35, no. 5

567--594

EN

For monodromy representations of holonomic systems, the rigidity can be defined. We examine the rigidity of the monodromy representations for Appell's hypergeonietric functions, and get the representations explicitly. The results show how the topology of the singular locus and the spectral types of the local monodromies work for the study of the rigidity.

16

Metoda oceny jakości utwierdzenia belki wspornikowej

Morzuch W.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 1

55--57

PL

Przedstawiono wykorzystanie metody holografii optycznej do oceny jakości utwierdzenia belki wspornikowej o przekroju kwadratowym. W pomiarach zastosowano jedną z metod holografii optycznej, zwaną metodą podwójnej ekspozycji. W wyniku interferencji wiązki przedmiotowej i wiązki odniesienia na materiale światłoczułym otrzymano obraz prążków interferencyjnych, które posłużyły do określenia linii ugięcia belki. Ocenę jakości utwierdzenia przeprowadzono na podstawie pomiaru kąta ugięcia belki w miejscu utwierdzenia oraz bezwymiarowego współczynnika (wprowadzonego przez autora). Omówione rozwiązanie pozwala na oszacowanie sztywności elementów konstrukcyjnych.

EN

The article presents estimation of the semi-beam restraint quality with use of optical holography. An object of investigations was a beam of square section. The double exposure method of optic holography was used for the measurements. As a result of interference of the reference and the main wave on light sensitive material, an image of interferential striae is obtained, on the basis of which displacements of the beam can be determined. The restraint quality was estimated basing on measurement of a deflection angle at the restraint point and specific nondimensional coefficient introduced by the Author. This solution provides for assessment of structural rigidity of structures.

17

Zastosowanie interferometrii holograficznej do oceny sztywności elementów belkowych

Morzuch W.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 12

1109--1111

PL

Przedstawiono ocenę jakości utwierdzenia beki wspornikowej metodą interferometrii holograficznej. Przedmiotem badań była belka o przekroju kwadratowym. W pomiarach zastosowano jedną z metod holografii optycznej zwaną metodą podwójnej ekspozycji. W wyniku interferencji fali przedmiotowej i fali odniesienia na materiale światłoczułym otrzymano obraz prążków interferencyjnych, na podstawie których wyznaczono przemieszczenia belki. Oceny jakości utwierdzenia belki dokonano na podstawie pomiaru kąta ugięcia w miejscu mocowania oraz bezwymiarowego współczynnika wprowadzonego przez autora.

EN

The estimation of the semi-beam restraint quality with use of holographic interferometry is presented. An object of investigations was a beam of square section. The double exposure method of optic holography was used for measurements. As a result of interference of the reference and main waves on light sensitive material, an image of interference striae is obtained, on the basis of which displacements of the beam can be determined. The estimation if the beam restraint quality was performed, basing of measurement of a deflection angle at the restraint point and the dimensionless coefficient introduced by the author.

18

Sterowanie dokładnością obróbki wałków o małej sztywności

Świć A, Wołos D.

Inżynieria Maszyn

|

2014

|

R. 19, z. 1

62--77

PL

Określono najodpowiedniejszy schemat ustalenia i zamocowania wałków o małej sztywności oraz czynniki umożliwiające taki wybór, a w trakcie mocowania oprócz zamykania siłowego jest realizowane również zamykanie kinematyczne. Opracowano sposób obróbki mechanicznej wałków o małej sztywności, umożliwiający sterowanie stanem sprężyście – odkształcalnym wałków w układzie technologicznym oraz osiągnięcie wymaganej dokładności w czasie toczenia. Zaprojektowano urządzenie, realizujące opracowany sposób obróbki mechanicznej wałków o małej sztywności, umożliwiające zwiększenie sztywności wałka w trakcie obróbki w wyniku przyłożenia do części osiowej siły rozciągającej. Urządzenie stabilizuje odkształcenia sprężyste części w stanach ustalonych i przejściowych oraz podwyższa dokładność obróbki wałków o małej sztywności. Określono racjonalne koszty własne przygotowania baz technologicznych, na etapie technologicznego przygotowania produkcji, co daje możliwość wyboru odpowiedniej technologii obróbki wałków o małej sztywności, konstruowania zorientowanego technologicznie oraz zmniejszenia kosztów obróbki wałków.

EN

The study determines the most suitable pattern of alignment and fixing of low-rigidity shafts; it also presents factors that determine such choice. The part is fixed both by force closing and kinematic closing. A new method for machining low rigidity shafts is developed to control the elastic-deformable state of these shafts in a technological system and to produce parts with the required accuracy during turning. To implement this new developed method for low rigidity shafts, an apparatus is designed. The apparatus allows to increase the rigidity of shafts during machining by the application of axial tensile force to the workpiece. The apparatus stabilizes elastic deformations in the workpiece both in a steady state and under transitory conditions; it also increases the machining accuracy of low rigidity shafts. Rational prime costs of preparing technological alignment centers at the stage of production preparation are determined; knowing these costs, it is possible to select a suitable machining technology for low rigidity shafts, to produce a technology oriented design, and to reduce the costs of machining these shafts.

19

Analysis of the influence of wood framed dome joint rigidity on inner forces distribution

Rodacki K.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2014

|

R. 111, z. 5-B

241--248

EN

The aim of this paper is to show the unfavourable influence of simplifications we adopt in modelling real structures numerically. The simplest way to model joints is to treat them as either rigid or flexible. However, there are structures whose stability strongly depends on joints’ stiffness, an example of which is the structure of a dome whose joints have been designed as semi-rigid. It has been shown that even minor underestimation of the real rigidity of supports or joints has a negative impact on the static inner forces distribution.

PL

Głównym celem artykułu było wskazanie niekorzystnego wpływu uproszczeń, które przyjmujemy podczas numerycznego modelowania konstrukcji. Najprostszym znanym sposobem modelowania połączeń jest przyjęcie ich jako całkowicie sztywne bądź całkowicie podatne. Istnieją jednak konstrukcje, których stateczność silnie zależy od sztywności węzłów. Doskonałym przykładem okazuje się prezentowana poniżej konstrukcja kopuły, której węzły przyjęto jako częściowo podatne. Ukazano, że nawet małe niedoszacowanie rzeczywistej sztywności połączeń negatywnie pływa na pracę statyczną konstrukcji.

20

Rama stalowa wypełniona murem z autoklawizowanego betonu komórkowego

Ravichandran S. S., Klingner R. E.

Materiały Budowlane

|

2013

|

nr 10

40-41

PL

Celem pracy było wyznaczenie sztywności bocznej, wytrzymałości i modelu histerezy ram stalowych wypełnionych autoklawizowanym betonem komórkowym (ABK). W pierwszym etapie stalowa rama została poddana cyklicznym obciążeniom od monotonicznie wstępujących przemieszczeń. Następnie ramę wypełniono murem z ABK i poddano takiej samej serii obciążeń. Porównanie uzyskanych w obu etapach wyników umożliwiło określenie modelu histerezy dla wypełnienia z ABK. Te informacje były pomocne przy weryfikacji projektu sposobu określania sztywności i wytrzymałości ścian wypełniających opracowanego przez Komitet ds. Norm Murowych (MSJC) w Stanach Zjednoczonych, a także umożliwiają kalibrację analitycznego modelu dla wypełnień z muru z ABK opartego na założeniu równoważnej rozpory.

EN

The objective of the work was to determine in-plane lateral stiffness, strenght and hysteric behavior of steel moment frames infilled with AAC. In the first step steel frame was tested under cycles of reversed loading to monotonically displacements. The frame was then infilled withACC and was subjected to the same loading history. Comparision of the results on both steps enabled to extract hysteric model of the AAC infill. These informations were useful to verify draft equations for stiffness and strenght of infills developed by theMasonry Standard Joint Committee (MSJC) in the United States. It is also used to calibrate an analitical model for ACC infills based on equivalent strut approach.