Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A contribution to structural reliability analysis of composite high-pressure hydrogen storage tanks

Sid Amer Youcef, Benammar Samir, Fah Tee Kong, Wadi Mohammed, Jouda Mohammed S.

Journal of KONBiN

|

2023

|

Vol. 53, iss. 2

33--44

EN

Although composite high-pressure tanks are a subject of growing interest, especially for hydrogen storage applications, a detailed structural reliability analysis still needs to be improved. This work aims to provide a probabilistic investigation of the mechanical response of composite high-pressure hydrogen storage tanks using the Monte Carlo Simulation method. A performance function based on the circumferential model of composite pressure cylinders is employed with five random design variables. According to the results, the internal pressure and the helical layer thickness are the foremost parameters significantly impacting the structural reliability of the tank, whereas, the helical layer thickness and winding angles have a minor influence. In addition, high coefficients of variation values cause the contraction of the safety margin potentially leading to the failure of the composite hydrogen high-pressure tank. The obtained results were validated with experimental tests available in the literature.

PL

Chociaż kompozytowe zbiorniki wysokociśnieniowe są przedmiotem rosnącego zainteresowania, zwłaszcza w zastosowaniach związanych z magazynowaniem wodoru, szczegółowa analiza niezawodności konstrukcji wciąż wymaga poprawy. Niniejsza praca ma na celu zapewnienie probabilistycznego badania odpowiedzi mechanicznej kompozytowych wysokociśnieniowych zbiorników do przechowywania wodoru przy użyciu metody symulacji Monte Carlo. Zastosowano funkcję wydajności opartą na modelu obwodowym kompozytowych cylindrów ciśnieniowych z pięcioma losowymi zmiennymi projektowymi. Zgodnie z wynikami, ciśnienie wewnętrzne i grubość warstwy obwodowej są głównymi parametrami istotnie wpływającymi na niezawodność konstrukcyjną zbiornika, podczas gdy grubość warstwy spiralnej i kąty uzwojenia mają niewielki wpływ. Ponadto duże wartości współczynników zmienności powodują kurczenie się marginesu bezpieczeństwa potencjalnie prowadząc do awarii kompozytowego zbiornika wysokociśnieniowego na wodór. Uzyskane wyniki zostały zweryfikowane z badaniami eksperymentalnymi dostępnymi w literaturze.

2

Jakie reaktory dla Kanady: CANDU, SMR?

Kulczyński Dariusz Witold

Postępy Techniki Jądrowej

|

2022

|

z. 3

17--22

PL

Przy spełnieniu pewnych warunków, energetyka jądrowa jest bezpieczniejsza od innych gałęzi przemysłu. Nadzieje związane z bezpieczeństwem i kosztem eksploatacji SMR-ów będą weryfikowane w kolejnych latach, gdy zostanie wybudowana flota małych, modularnych reaktorów. Muszą one następnie przepracować dostateczną ilość godzin w celu uzyskania rzetelnych danych statystycznych na temat ich niezawodności i bezpieczeństwa. W artykule omówiono posunięcia rządów prowincji Ontario i rządu federalnego mające negatywny wpływ na rozwój kanadyjskiej energetyki. Na podstawie kanadyjskiego systemu jądrowego CANDU autor tłumaczy zasadę wielopoziomowego bezpieczeństwa jądrowego.

EN

Under certain conditions nuclear power is safer than other branches of industry. Safety and operating costs of SMR’s will need to be verified by statistics after adequate fleet of Small Modular Reactors has been built and operated for sufficient number of hours. Some decisions of provincial and federal governments, detrimental to Canadian power industry have been presented. The author explains how Canadian nuclear system CANDU implements the principle of “defense in depth”.

3

Load and resistance factors for prestressed concrete girder bridges

Nowak Andrzej S., Iatsko Olga

Budownictwo i Architektura

|

2020

|

Vol. 19, no 3

103--115

EN

There has been a considerable progress in the reliability-based code development procedures. The load and resistance factors in the AASHTO bridge design code were determined using the statistical parameters from the 1970's and early 1980’s. Load and resistance factors were determined by first fixing the load factors and then calculating resistance factors. Load factors were selected so that the factored load corresponds to two standard deviations from the mean value and the resistance factors were calculated so that the reliability index is close to the target value. However, from the theoretical point of view, the load and resistance factors are to be determined as coordinates of the so-called “design point” that corresponds to less than two standard deviations from the mean. Therefore, the optimum load and resistance factors are about 10% lower than what is in the AASHTO LRFD Code. The objective of this paper is to revisit the original calibration and recalculate the load and resistance factors as coordinates of the “design point” for prestressed concrete girder bridges. The recommended new load and resistance factors provide a consistent reliability and a rational safety margin.

PL

Odnotowano znaczący postęp w procedurach tworzenia norm opartych na niezawodności. Częściowe współczynniki bezpieczeństwa od obciążenia i nośności do projektowania mostów według AASHTO zostały określone przy użyciu parametrów statystycznych z lat 70-tych i wczesnych 80-tych. Początkowo ustalono współczynniki obciążenia, a następnie obliczono współczynniki nośności. Współczynniki obciążenia dobrano tak, aby obciążenie odpowiadało dwóm odchyleniom standardowym od wartości średniej, a współczynniki nośności obliczono tak, aby wskaźnik niezawodności był zbliżony do wartości docelowej (optymalnej). Jednakże, z teoretycznego punktu widzenia współczynniki obciążenia i nośności należy określić jako współrzędne tzw. „Punktu projektowego”, które mogą odpowiadać mniej niż dwóm odchyleniom standardowym od wartości średniej. W związku z tym, optymalne współczynniki obciążenia i nośności są o około 10% niższe niż te podane w normie AASHTO LRFD. Celem tego artykułu jest ponowna analiza kalibracji i obliczenie współczynników obciążenia i nośności jako współrzędnych „Punktu projektowego”, dla sprężonych mostów belkowych. Zalecane nowe współczynniki obciążenia i nośności zapewniają stałą niezawodność i racjonalny margines bezpieczeństwa.

4

Wpływ obciążeń na bezpieczeństwo pożarowe dachów drewnianych na polskich obszarach górskich

Domański T.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2015

|

Nr 1

87--96

PL

Cel: Celem pracy jest pokazanie metod pozwalających uwzględnić historię obciążeń dla oszacowania parametrów bezpieczeństwa pożarowego dachów drewnianych wykonanych z drewna litego oraz materiałów drewnopochodnych takich jak sklejka lub LVL (tworzywo ze sklejonych warstwowo fornirów). Wprowadzenie: W obowiązującej normie do projektowania konstrukcji drewnianych w przypadku pożaru PN-EN 1995-1-2 [1] nie uwzględnia się obniżenia własności mechanicznych drewna w czasie, spowodowanych działaniem obciążeń stałych i zmiennych. Ma to duże znaczenie dla oszacowania bezpieczeństwa pożarowego dachów drewnianych przy różnej intensywności występowania obciążeń zmiennych takich jak obciążenie śniegiem. Metody: Opracowano dane statystyczne opadów śniegu na terenach górskich ze stacji meteorologicznych w Zakopanem, Świeradowie, Lesku z ostatnich 50 lat [2–3]. Oszacowano metodami probabilistycznymi [4] charakterystyki statystyczne tzw. pakietów [5] śnieżnych takich jak częstość, okres występowania, wartości maksymalnych obciążeń śniegiem. Wyznaczono stany graniczne nośności dla chwili początkowej i końcowej. Zastosowano rozkłady prawdopodobieństw Poissona, eksponencjalny dla parametrów występowania „pakietów” śnieżnych oraz rozkład Gumbela dla opisu wartości maksymalnych obciążeń śniegiem. Efekt obniżenia własności mechanicznych drewna został wyznaczony przy zastosowaniu metody JCSS [6]. Wyniki: Obniżenie własności mechanicznych drewna w czasie wpływa na bezpieczeństwo pożarowe konstrukcji. Obniżone zostają wskaźniki niezawodności i zwiększa się prawdopodobieństwo awarii w wyniku pożaru. Wprowadzenie do obliczeń współczynnika redukcyjnego kmod [7] wpływa na zwiększenie bezpieczeństwa pożarowego dachów o konstrukcji drewnianej w fazie projektowania. Przedstawiono wyniki badań statystycznych obciążeń śniegiem na polskich terenach w postaci parametrów stochastycznych dla rozkładów Poissona, wykładniczego, Gumbela. Parametry te zostały przedstawione dla różnych materiałów drewnianych stosowanych w konstrukcjach dachów – typu drewno lite, sklejka, drewno klejone typu LVL. Wnioski: Zastosowane metody probabilistyczne oceny bezpieczeństwa pożarowego dachów drewnianych oraz wyniki obliczeń i zaprezentowane wykresy wskazują na konieczność uwzględnienia obniżenia własności mechanicznych elementów drewnianych spowodowanych destrukcją mikrowłókien drzewnych. Zastosowane metody oraz wyniki wykazały konieczność uwzględnienia wpływu obciążeń stałych i zmiennych na bezpieczeństwo dachów drewnianych w warunkach pożaru.

EN

Aim: The aim of the paper is to expose methods which take into account load history for estimating the parameters of fire safety of wooden roofs made of solid wood, wood-based materials such as plywood or Laminated Veneer Lumber (LVL) products. Introduction: Current standard for the design of timber structures, which are exposed to a fire EN 1995-1-2 [1] does not mention the impact of permanent and variable loads on the strength of wood elements. However, it is a vital factor for estimating the fire safety of wooden roofs exposed to variable loads of different intensity e.g. snow load. Methods: The author prepared snowfall data for Polish mountain regions [2-3], covering the last 50 years, from weather stations in Zakopane, Świeradów and Lesko. From the source data and with the aid of probabilistic techniques, statistical characteristics [4] were estimated for so-called “packages” [5] of snow such as: frequency, duration and maximum value of snow loads. Limit parameters were determined for the initial and final stage of timber carrying capacity. The Poisson, exponential, Gumbel probability functions were used to determine stochastic parameters of maximum snow loads. The effective reduction in mechanical properties of wood was determined with the use of JCSS methods [6]. Results: The reduction of mechanical properties of wood over time has an impact on the fire safety of structures. The reliability index falls over time and the probability of failure, caused by a fire, increases. Incorporation into calculations, at the design stage, of a reduction factor [7] increases the fire safety of timber structure roofs. The paper presents results from statistical calculations for snow loads in Polish mountain regions in the form of stochastic parameters for Poisson, exponential and Gumbel distributions. These parameters were used to describe changes in the strength of different materials used in the construction of wooden roofs, such as: solid wood, plywood, and LVL products. Conclusions: The results from probabilistic calculations and graphs reveal that it is necessary to take into account the reduction of mechanical properties of timber elements caused by damage to wood micro-fibres. The methods and results presented in the article showed the need to consider the impact of permanent and variable loads on the safety of timber roofs in fire conditions.

5

Differences in gait pattern between the elderly and the young during level walking under low illumination

Choi J.-S., Kang D.-W., Shin Y.-H., Tack G.-R.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2014

|

Vol. 16, no. 1

3--9

EN

The purpose of this study was to compare changes in the gait pattern between the elderly and young during level (i.e., even surface) walking under low illumination. Vision during walking plays a role in avoiding obstacles and uneven surfaces, as well as an important role in the proactive control of dynamic stability and route planning for level walking. Fourteen elderly and fourteen young male subjects walked on a 7 m walkway with two illumination conditions using self-selected walking speed: walking with normal (>300 lux) and low illumination (<10 lux). Walking speed, stance phase ratio, toe clearance on swing phase, and range of motion at the center of mass were used to compare the differences in gait pattern between two illumination conditions and ages. During walking with low illumination, walking speed and stance phase ratio of the young decreased, and toe clearance of the young increased. However, there was no difference in these variables due to low illumination in the elderly subjects. Despite level walking conditions, there were some differences in gait pattern between the young and the elderly due to illumination conditions. This implies that the young showed a more positive change of gait pattern, due to low illumination, than that of the elderly. In this respect, further study is necessary to identify differences between the young and the elderly, when they walk on an uneven or obstacle walkway with low illumination.

6

Concept of determination and analysis of the break-even point for a mining enterprise

Fuksa D.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 2

395--410

EN

The paper presents a new concept of determination of the break-even point (BEP) for multi-assortment production enterprises. Against the background of the discussed methods for the analysis and assessment used so far in relation to the mining sector, the complexity of the problem of determination of the BEP in the event of multi-assortment production is brought to a closer focus. The paper also presents two author’s own methods for the calculation and for the practical application for the needs of management of a mine and of a group of mines (company, enterprise, holding) in present market conditions.

PL

Praca przedstawia nową koncepcję wyznaczania progu rentowności dla przedsiębiorstw o produkcji wieloasortymentowej. Na tle przedyskutowanych dotychczasowych sposobów jego analizy i oceny w odniesieniu do branży górniczej, przybliżono złożoność problemu określenia progu rentowności przy produkcji wieloasortymentowej oraz zaproponowano dwie autorskie metody jego obliczania i praktycznego wykorzystania dla potrzeb zarządzania kopalnią oraz grupą kopalń (spółka, kompania, holding) w obecnych uwarunkowaniach rynkowych.

7

Transformed conditional probabilities in the analysis of stochastic sequences

Kudzys A.

Journal of Polish Safety and Reliability Association

|

2007

|

Vol. 2

243--250

EN

The need to use unsophisticated probability-based approaches and models in the structural safety analysis of the structures subjected to annual extreme service, snow and wind actions is discussed. Statistical parameters of single and coincident two extreme variable actions and their effects are analysed. Monotone and decreasing random sequences of safety margins of not deteriorating and deteriorating members are treated, respectively, as ordinary and generalized geometric distributions representing highly-correlated series systems. An analytical analysis of the failure or survival probabilities of members and their systems is based on the concepts of transformed conditional probabilities of safety margin sequences whose statistically dependent cuts coincide with extreme loading situations of structures. The probability-based design of members exposed to coincident extreme actions is illustrated by a numerical example.

8

Przyjęty rozkład wytrzymałości betonu za zapas bezpieczeństwa belki żelbetowej

Jaskulski R.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 102

179-184

PL

W pracy przeanalizowano wpływ zróżnicowania rozkładu wytrzymałości betonu na wielkość zapasu bezpieczeństwa zginanej belki żelbetowej. Przeanalizowano trzy typy rozkładów wytrzymałości na ściskanie betonów o wytrzymałości średniej fcm = 28 Mpa oraz fcm = 48 Mpa. Obliczenia przeprowadzono dla 5 wartości stopnia zbrojenia elementu z zakresu od 0,26 do 1,52%.

EN

The influence of the type of concrete compressive strength distribution on the safety margin of a reinforced concrete beam under bending was analyzed. Three types of probability fcm = 28 Mpa anf fcm = 48 Mpa. Calculations were performed for 5 values of reinforcement degree, which ranged from 0.26 to 1.52%.