Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental and numerical investigation of axialand tangential forces in a stirred tank with yield-stress fluids

Story Anna, Story Grzegorz, Jaworski Zdzisław

Chemical and Process Engineering

|

2021

|

Vol. 42, nr 2

173–-190

EN

Complex rheological properties of yield-stress materials may lead to the generation of an intensive mixing zone near a rotating impeller. From the practical point of view, the zone should cover most of the stirred liquid. According to the literature review, several parameters may affect the size of the mixing zone, in particular forces exerted on the liquid. This paper presents both experimental and numerical investigation of axial and tangential forces generated during mechanical mixing of yield-stress fluids in a stirred tank. The tested fluids were aqueous solutions of Carbopol Ultrez 30 of concentration either 0.2 or 0.6 wt% and pH = 5.0. The study was performed for three types of impeller, pitched blade turbine, Prochem Maxflo T and Rushton turbine, in a broad range of their rotational speed, 𝑁 = 60 − 900 rpm. The axial and tangential forces were calculated from the apparent mass of the stirred tank and torque, respectively. The experimental results were compared with CFD predictions, revealing their good agreement. Analysis of the generated forces showed that they are dependent on the rheological characteristic of liquid and the impeller type. It was also found that although axial force was smaller than tangential force, it significantly increased the resultant force.

2

Simplified computation methodology for contact forces on tapered rolling bearing with flexible parts

Sapietová A., Novák P., Šulka P., Sapieta M., Jakubovičová L.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2018

|

z. 99

177--182

EN

Durability calculations of bearings take in account the distribution of forces on rollers. Calculation of these forces in flexibly supported rings is the aim of the paper. We use simplified finite element (FE) models of bearings, which are integrated into the external geometry. This approach can consider the stiffness of the surrounding structure as well as the clearance of the bearing rings, the misalignment of bearings, shaft deflections, and the forces of crowning rollers. The presented results show an influence of the initial radial interference of the outer ring with housing on the distribution of forces in bearing rollers. As the radial stiffness of the housing is close to the stiffness of the outer ring interference, this causes considerable deformation of the housing. The presented approach is also able to calculate the distribution of contact pressures over any rolling element.

3

Modelowanie współpracy odbieraka prądu z siecią trakcyjną

Judek S., Karwowski S., Mizan M., Wilk A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 11

248-253

PL

W artykule przedstawiono aspekty oceny współpracy odbieraka prądu z górną siecią trakcyjną na podstawie porównania modeli matematycznych. Zaprezentowano modele odbieraków prądu i sieci jezdnej wskazując na ich użyteczność do oceny siły stykowej i uniesienia przewodów jezdnych. Wykonano szereg symulacji stanów dynamicznych interakcji górnej sieci trakcyjnej i odbieraka prądu dla różnych parametrów. W szczególności zwrócono uwagę na wpływ tarcia suchego i lepkiego pantografu na przebieg siły stykowej i uniesienia sieci jezdnej.

EN

The paper describes aspects of the pantograph-catenary interaction based on mathematical models comparison. The pantograph and overhead contact line (OCL) models which indicate their usefulness for the evaluation of contact force and uplift of wires were presented. A series of simulations of the dynamic interaction of OCL and pantograph for various parameters were performed. The influence of dry and viscous friction of pantograph components on waveform of contact force and uplift of OCL was described.

4

Utilizing of sensitivity analysis in preparation of optimizing procedure

Sapietova A., Dekys V., Budinsky M.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2012

|

z. 76

113--118

EN

Speed and efficiency of an optimizing algorithm can be a function of used number of variables. Before optimization of dosing mechanism parameters, sensitivity analysis was performed. Choice of the design variables was the output from this analysis. The article deals with this analysis and interpretation of its results.

PL

Szybkość i efektywność algorytmów optymalizacyjnych mogą być funkcjami zastosowanej liczby zmiennych. Przed optymalizacją parametrów mechanizmu dozującego została przeprowadzona analiza wrażliwości, której efektem był dobór proponowanych zmiennych. Artykuł jest poświęcony tej analizie oraz interpretacji jej wyników.

5

Siły styczne w podatnym połączeniu elementów zginanych

Machelski C.

Inżynieria i Budownictwo

|

2011

|

R. 67, nr 12

679-683

PL

Wykazano, że w dźwigarach utworzonych z podatnie połączonych elementów właściwy do obliczeń sił stycznych jest model warstwowy. Propozycję uzasadniono wynikami analizy porównawczej, w której jako zmienną przyjęto sztywność połączenia. Przedstawiony model może być stosowany do obliczeń różnych łączników punktowych w konstrukcjach zespolonych i jednorodnych.

EN

It has been proved that in girders consisting of flexibly connected elements a layered model is suitable for the calculation of shear forces. The proposal was based on the results of a comparative analysis taking into account connection stiffness as a variable. Presented model can be used to design various types of discrete connection in homogeneous and composite structures.

6

Wpływ sił stycznych w obszarze kontaktu koła z szyną na quasi-statyczne wykolejenie zestawu kół na torze prostym

Matej J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2009

|

z. 2/74

53-61

PL

W prezentowanym artykule autor przedstawił wpływ sił stycznych w obszarze kontaktu koła z szyną na kształtowanie się kryterialnych wartości wskaźników sił Y/Q, podczas quasi-statycznego wykolejenia zestawu kół na torze prostym. W tym celu analizował udział wzdłużnych i poprzecznych składowych sił stycznych w krytycznej fazie procesu wykolejenia. Wykazał istotny wpływ wzdłużnych sił stycznych oraz współczynnika tarcia pomiędzy kołem i szyną na kryterialne wartości wskaźników wykolejenia, decydujących o bezpieczeństwie ruchu pojazdu szynowego zagrożonego wykolejeniem.

EN

In the paper author presents the influence of tangent contact forces on the quasi-static derailment of the wheelset on the straight track. Thereby there are analysed the participation of longitudinal and lateral components of tangent contact forces in the critical phase of derailment of the wheel climbing the rail head in categories of the threat with the derailment. One showed the essential influence of longitudinal tangent forces, as well as the coefficient of friction between wheel and rail on the quantity of the index of the derailment treated as the estimation of the safety.

7

Experimental Results and Models of the Tire/Road Contact

Kröger M., Gäbel G., Moldenhauer P.

Machine Dynamics Problems

|

2007

|

Vol. 31, No. 2

84-94

EN

The contact between tire tread block and road surface is very complicated and usually unknown. The dynamic behaviour of the tread blocks is strongly influenced by the contact situation e.g. contact stiffness, local friction coefficient as well as wear which changes the tread block geometry and in hence the local contact forces. Within this paper a dynamic tread block model is presented describing the dynamic tread block behaviour using an effective reduction method. The model is built up modularly and combines the non-linear contact stiffness due to the rough surface, the local friction coefficient in dependency of the relative velocity and wear mechanisms. Measurements of the different contact phenomena which are considered in the model are shown and exemplary simulation results are presented to clarify the effectiveness of the modular model.

8

Pomiar składowej stycznej i normalnej siły oddziaływania między powierzchniami w procesie tarcia z uwzględnieniem adhezji

Kusiak Cz.

Tribologia

|

2005

|

nr 3

147-153

PL

Tematem referatu jest zależność między adhezją a tarciem ślizgowym ciał metalicznych. Adhezję powodują siły oddziaływania między powierzchniami, zagadnienie tych sił było analizowane we wcześniejszych publikacjach autora. Dla weryfikacji uzyskanych wówczas wyników za planowano eksperyment, polegający na zmierzeniu sił, działających między czołowymi powierzchniami próbek cylindrycznych, wykonanych ze stali, polerowanych dla uzyskania adhezji. W tym celu zaprojektowano i wykonano stanowisko badawcze omówione w referacie. Badając zależność między tarciem a adhezją wykonano pomiary momentu skręcającego, powodującego zerwanie połączenia adhezyjnego, oraz pomiary siły oderwania próbek. Na podstawie uzyskanych danych wyliczono, stosując odpowiednie procedury, umowną wartość siły oraz współczynnika tarcia. Rejestrowane podczas eksperymentu wykresy momentu skręcającego oraz siły adhezji dostarczają informacji o zmianie tych parametrów w funkcji czasu. Uzyskane wyniki potwierdziły, zdaniem autora, przydatność urządzenia i zastosowanej metody pomiaru oraz rejestracji wyników do badań związków między tarciem a adhezją.

EN

In the paper the role of adhesion in the process of friction has been discussed. It was noted that adhesion may constitute an important source of the resistance to motion, especially under dry friction condition. It was confirmed that for the benefit of the process uniformity it would be good to control friction and adhesion forces using the same friction pair. The layout of a test stand for a simultaneous measurement of these two values together with some preliminary results was presented.

9

Wyznaczenie składowej stycznej i normalnej siły oddziaływania między powierzchniami w procesie tarcia

Kusiak C.

Tribologia

|

2004

|

nr 3

227-235

PL

Omówiono podstawowe oddziaływania między dwiema cząsteczkami oraz siły działające między powierzchniami ciał stałych. Zakładając, że siła tarcia wynika z przyciągania między atomami na zetkniętych powierzchniach, na potrzeby analizy procesu tarcia przyjęto zależność siły oddziaływania od odległości wyrażoną w jednostkach umownych oraz przypomniano przedstawiony we wcześniejszej publikacji model tarcia ślizgowego. Kontynuując te rozważania, wyznaczono zależność siły stycznej i normalnej od odległości między powierzchniami tworzącymi skojarzenie cierne.

EN

The fundamental interactions between two particles of a solid with the focus at those phenomena which are of importance in the process of friction were discussed in the first paragraph. In the next paragraph the forces acting between surfaces of solids were discussed. A generally accepted assumption is that the friction force results from the forces of adhesion of the two sliding surfaces. For the purpose of the friction process analysis it was assumed that the relationship between the adhesion force and distance was expressed in conventional units. In the next paragraph the previously presented model of sliding friction, which took into account force interactions between atoms, was summarised. Continuing the previous considerations, a relationship between the tangential force and the normal force and the distance between the surfaces of the friction pair was derived in the body of the paper. The results show that the tangential component of the force of interaction decreases considerable with the increase of the distance to a value of 1.2 of the crystal lattice parameter. Farther increase of the distance does not affect the value of this force. The relationship between the normal component and the distance features a slight initial increase and then a linear decline.

10

Drgania wymuszone wirującego koła kolejowego z niewyważeniami

Dżula S.

Pojazdy Szynowe

|

2002

|

nr 3

24-29

PL

Praca poświęcona jest analizie drgań wymuszonych wirującego koła kolejowego z niewyważeniami o ciągłym rozkładzie masy. Wymuszenie przyjmuje się w postaci wirujących skupionych sił radialnej i stycznej przyłożonych w punkcie odpowiadającemu punktowi styku koła z szyną. Odpowiedzi układu, którego model matematyczny model stanowi sześć równań różniczkowych cząstkowych poszukuje się metodą Fouriera

EN

The work concerns the analysis of excited vibrations of a rotating railway wheel with unbalanced continuously distributed mass. Excitation is assumed in the form of the rotating radial and tangent forces acting in the wheel-rail contact point. The responses of the system, which mathematical model consist of the six partial differential equations, are found by Fourier method.

11

Metodyka analizy nacisków i tarcia w łożyskach wałeczkowych w aspekcie korekcji styku

Raczyński A.

Tribologia

|

1999

|

nr 2

151-169

PL

W artykule jest opisany model zastosowany przy obliczaniu nacisków kontaktowych i momentu tarcia w łożysku wałeczkowym dowolnego rodzaju. W modelu tym uwzględnia się zmienność ciśnienia i poślizgu w obszarze styku wałeczków z bieżniami oraz zmienność współczynnika tarcia w zależności od poślizgu i ciśnienia, a także odchylenie wałeczków od nominalnego kierunku toczenia. Obciążenia wałeczka są obliczane przez całkowanie jednostkowych sił normalnych i stycznych. W wyniku rozwiązania równań równowagi wałeczka wyznacz się moment tarcia łożyska .Program komputerowy umożliwia obliczanie maksymalnych nacisków kontaktowych i momentu tarcia w zależności od dowolnie przyjętej korekcji.

EN

In the previous article (Purposes and Possibilities of the Use of Correction in Roller Bearings) the author has demonstrated that the use of correction can serve the purpose of reducing friction work, and as a result can lead to an increase in the mechanical efficiency of a bearing. To theoretically develop appropriate correction, one needs a calculation method allowing the moment of friction of a bearing to be determined depending on the correction. A mathematical-physical model is always the basis of a calculation method. The model assumed for the present analysis is as follows. The bearing rollers are subjected to the action of normal and tangent forces. Normal forces manifest themselves in the form of certain pressure fields in the contact with the roller races, while tangent forces - in the form of fields of unit forces. The pressure distribution I is calculated according to Boussinesq problem, by the finite element I method, taking into consideration the differences between the nomi- I nal and the actual position of the roller. (In reality, forces acting on the rollers cause their skew and tilt). Unit tangent forces are calcu- I lated on the basis of local unit pressures (related to pressure) and a ! local coefficient of friction. The local coefficient of friction depends on the pressure and slide, ace. to the literature data. Characteristics I of the coefficient of friction appropriate for the races (where small I slide occurs) and for the flanges (characterised by great slide). It is I slightly more difficult to calculate the coefficient of friction on the I flange when the area of contact starts on the edge of the roller end, since mixed friction occurs of a different proportion of fluid friction at different points of the contact area. The author has presented his own proposal of a solution to this problem, relating the contribution of fluid friction to the distance from the edge of the roller end. Lost motion at the contact of the roller with the ring is calculated basing on the differences in their tangential velocities. This difference results from the curved profile of these elements, from the skew of the roll- ' ers, and from the fact that the geometrical vertex of the cone of the roller does not lie on the bearing axis (which is a deliberate geometrical discrepancy). After the discussion of the mathematical model, a model of action of the rings on the roller of the cone bearing is presented in the article. This is the most complicated case (asymmetrical structure of the bearing, loads acting on the roller from three sides, greatly diversified lost motion on the races and on the flange, and considerable tendency of the roller to skew). First, the interaction of the race of the inner ring (FIG. 7) has been illustrated. Unit normal and tangent forces are integrated and then represented by concentrated normal and tangent forces and the moment of tangent forces. Next, the interaction of the flange has been illustrated, where the determination of concentrated resultant forces has also been presented. FIG. 8a shows a complete juxtaposition of normal forces and moments acting on the roller of the cone bearing. This juxtaposition is the basis of formulation of equations of balance of the roller (expressions 29-34). Moreover, equations of balance of the outer ring are used (expressions 35-40, FIG. 8b). In these equations there are certain geometrical and kinetic parameters which are functions of the following groups of quantities: a) the dimensions of the bearing imposed by the constructor, b) the normal loads on three races, Qi,Q0, Qf, c) the roller shift parameters: the skew angle Q and the tilt angle r\, as well as the angles of the roller cones j3<(, fito- The parameters enumerated under points b and c are unknowns of the system of equations of equilibrium. The system of equations cannot be solved analytically, since the unknowns are involved in most variables occurring in the equations. Thus, a numerical solution using approximate methods must be used. After solving the equations of equilibrium, the moment of friction from the lost motion on the surfaces of contact of the rollers and rings and the contact pressures occurring in the bearing in the state of equilibrium are calculated. In this manner information is obtained about the parameters of operation of the bearing under consideration, having a given set of dimensions and correction and the load imposed. By repeating such calculations for successive variants of correction, an image of the effect of correction upon the parameters of operation is obtained, which allows one to choose the most advantageous correction.