Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie algorytmu genetycznego w procesie identyfikacji parametrów modeli reologicznych

Rutczyńska-Wdowiak K., Zbiciak A.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 12

1658--1661

PL

W artykule omówiono zagadnienie identyfikacji parametrów liniowych struktur reologicznych modelujących zachowanie się próbek MMA. W procesie identyfikacji wykorzystano algorytm genetyczny. Analizie poddano dwie struktury lepkosprężyste: klasyczny model Burgersa i model Hueta-Sayegha opisywany pochodną ułamkowego rzędu. Podano podstawy teoretyczne interpretacji badań doświadczalnych cyklicznego odkształcania próbek MMA. Opisano wybrane problemy implementacji algorytmu genetycznego. Otrzymane wyniki identyfikacji świadczą o poprawności działania algorytmu i potwierdzają przydatność tej techniki w zagadnieniach identyfikacji parametrów struktur reologicznych.

EN

The paper discusses the identification problem for parameters of linear rheological models representing the behaviour of asphalt-aggregate mixtures. Genetic algorithm technique is used for this purpose. Two viscoelastic models are considered: the classical Burgers model and the Huet-Sayegh model described by fractional derivatives. Theoretical basis of interpretation of experimental cyclic deformation of asphalt-aggregate samples is given. Selected problems of implementation of the genetic algorithm are discussed. The results of identification put the evidence of the correctness of the algorithm and confirm the usefulness of this technique in the identification process of rheological model parameters.

2

Badania oraz modelowanie właściwości sterowanego tłumika piezoelektrycznego

Knap L., Mydłowski T., Makowski M., Grzesikiewicz W.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2012

|

R. 19, nr 9

2553--2562, CD

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych tłumika piezoelektrycznego.Na podstawie badań eksperymentalnych został przyjęty model sterowanego tłumika piezoelektrycznego w postaci struktury reologicznej. Dokonano identyfikacji parametrów modelu tłumika oraz przeprowadzono weryfikację przyjętego modelu. Wyniki badań numerycznych i eksperymentalnych przedstawiono w postaci charakterystyk dyssypacyjnych. Wartości sił tłumienia zależne są głównie od wielkości szczeliny w zaworze hydraulicznym, której wielkość zmieniana jest zapomocą sterowania stosem piezoelektrycznym. W ten sposób sterując zaworem można zmieniać charakterystykę tłumika poprzez zmiany oporów przepływu między komorami tłumika hydraulicznego. Badania zostały przeprowadzone w celu opracowania konstrukcji samochodowego tłumika piezoelektrycznego, który zostanie zastosowany w zawieszaniu do redukcji drgań pojazdu.

EN

The paper presents the results of the experiments involving a piezoelectric damper. A mathematical model of a controllable piezoelectric damper has been adopted for conducting the numerical research. The model is described in the form of a rheological structure. The parameters of the damper’s model have been estimated and the adopted model has been verified. The results of the simulation and the experiments are presented in the form of dissipation characteristics. The value ofthe damping forces depends on the size of the opening in a hydraulic valve which is controlled by a piezoelectric stack. This way, by controlling the valve, one can control the characteristics of the damper by changing the resistance of the flow between the chambers of the hydraulic damper. The research has been carried out in order to develop the structure of a piezoelectric damper for cars which will be applied in a vehicle’s suspension in order to reduce its vibration. Controllable piezoelectric dampers can be used for reducing vibration in mechanical devices.

3

Modelling of impact problems using rheological schemes

Grzesikiewicz W., Zbiciak A., Zbiciak A.

Logistyka

|

2011

|

nr 6

EN

The main goal of the paper is the analysis of selected impact problems in discrete mechanical systems. We applied rheological structures and unilateral constraints for modelling of interaction between colliding bodies. The rheological structure is a model of elastic-dissipative properties of bodies in impact. It is also a model of energy absorbing devices. The mathematical descriptions of impact problems are presented. Based on the obtained non-linear differential equations we built programs suited for computer simulations. The results of simulations i.e. time histories of displacements and contact forces are presented.

PL

Głównym celem pracy jest analiza zderzenia w wybranych, dyskretnych układach mechanicznych. Do zamodelowania oddziaływania pomiędzy zderzającymi się ciałami wykorzystano strukturę reologiczną i więzy jednostronne. Struktury reologiczne służą do odwzorowania sprężysto-dyssypacyjnych cech zderzających się ciał lub urządzeń amortyzujących. Sformułowano matematyczne opisy zderzeń. Na podstawie wyprowadzonych nieliniowych równań różniczkowych zbudowano programy do symulacji komputerowej. Wyniki obliczeń przedstawiono w formie przebiegów przemieszczeń i sił kontaktowych.

4

Metoda tłumienia drgań pojazdu za pomocą Inertera

Grzesikiewicz W., Zbiciak A.

Logistyka

|

2011

|

nr 3

PL

Inertem jest urządzeniem, którego zasada działania jest zbliżona do tłumika dynamicznego. Coraz częściej rozważa się możliwości zastosowania inertera w zawieszeniu pojazdu w celu ograniczenia drgań, ustabilizowania nacisku kół na drogę lub do poprawy stateczności ruchu pojazdu. W pracy rozpatrzono prosty układ mechaniczny z inerterem, służący do modelowania jednowymiarowych drgań pojazdu. Rozważania skoncentrowano na analizie przebiegu nacisku koła na drogę. Przedstawiono wyniki obliczeń komputerowych, z których wynika, że amplituda zmian nacisku koła zmniejszy się, jeśli w układzie zostanie zastosowany inerter.

EN

An inerter is a mechanical device operating similarly as dynamic absorber. The possibility of Inerter's employing within the vehicle's suspension is taken into consideration more and more frequently. It can reduce the vibrations, stabilize the tire pressure on pavement and improve the stability of motion. A simple mechanical system equipped with inerter suited for one-dimensional vibration analysis was presented in the paper. The focus was on the analysis of the wheel load on road. The results of computer simulations demonstrated that using the inerter one can reduce considerably the amplitude of the wheel load.

5

Dynamika materiałów i konstrukcji o nieklasycznych charakterystykach sprężysto-dyssypacyjnych

Zbiciak A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Budownictwo

|

2010

|

z. 152

3--156

PL

Przedmiotem opracowania jest analiza dynamiczna układów ciągłych opisywanych za pomocą nieklasycznych relacji konstytutywnych definiujących ich sprężysto-dyssypacyjne właściwości. Charakterystyki takich układów są modelowane z wykorzystaniem oryginalnych struktur reologicznych, a ich opis wymaga zastosowania aparatu pojęciowego mechaniki niegładkiej ze względu na nieróżniczkowalność funkcjonałów energii bądź dyssypacji. Istotną rolę w proponowanej metodzie formułowania związków konstytutywnych odgrywa pojęcie następstwa różniczkowego inkluzji, które zdefiniowano za pomocą pochodnej kontyngentowej odwzorowania wielowartościowego. Jego wykorzystanie umożliwia zastąpienie opisu wariacyjnego przez układ równań różniczkowych w postaci normalnej. Różniczkowy opis struktury reologicznej można stosunkowo łatwo wykorzystać w procedurze numerycznego rozwiązywania zagadnień początkowo-brzegowych. W tym celu posłużono się komercyjnym systemem metody elementów skończonych ABAQUS, który ma otwartą strukturę i pozwala na zaprogramowanie algorytmów całkowania relacji konstytutywnych za pośrednictwem tzw. procedur użytkownika. Wymiernym efektem pracy jest m.in. opracowanie i implementacja kilku modeli materiałów o nieklasycznych właściwościach sprężysto-dyssypacyjnych. W pracy skupiono uwagę na dwóch grupach takich materiałów: stopach z pamięcią kształtu (SMA) i mieszankach mineralno-asfaltowych (MMA). Materiały SMA są coraz powszechniej stosowane w konstrukcjach budowlanych i inżynierskich narażonych na ekstremalne obciążenia dynamiczne. Dzięki swoim unikatowym własnościom, mogą być one m.in. wykorzystane do ochrony sejsmicznej mostów, wysokich budynków i masztów. W opracowaniu zaproponowano wiele struktur reologicznych, modelujących zjawiska przemiany martenzytycznej w stopach SMA. Rozpatrzono również efekty powstawania pętli wewnętrznych, lockingu i lepkości. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznych dynamicznego zachowania się prostych elementów konstrukcji wykonanych z SMA. Rozpatrywano też model stalowego mostu podwieszonego, z dodatkowym wyposażeniem w postaci cięgien z pseudosprężystych stopów z pamięcią kształtu. Zadaniem tak skonstruowanych tłumików jest redukcja drgań i sił wewnętrznych w układzie poddanym działaniu wymuszeń sejsmicznych. W przypadku analizy związków konstytutywnych mieszanek mineralno-asfaltowych rozpatrywano struktury reologiczne modelujące zjawiska powstawania trwałych deformacji lepkich i plastycznych. Zaproponowano ogólnienia klasycznego, lepkosprężystego modelu Burgersa, który jest stosowany w metodach mechanistycznego projektowania nawierzchni podatnych i półsztywnych. Sformułowane relacje wykorzystano do symulacyjnego badania zachowania się nawierzchni MMA poddanej działaniu ruchomego obciążenia. Przedstawione wyniki obliczeń pokazują wpływ przyjętego modelu materiału na wielkości przemieszczeń, odkształceń i naprężeń w krytycznych punktach nawierzchni. W zakończeniu pracy zwrócono uwagę na możliwości zastosowania proponowanej metodyki do modelowania układów o sterowanych charakterystykach (np. ciecze magnetoreologiczne) oraz układów fizycznych o niemechanicznym charakterze.

EN

The study deals with dynamic analysis of continuous systems described by non-classical constitutive relationships defining their elastic-dissipative properties. Characteristics of such systems are modelled using original rheological schemes. Mathematical description of these schemes requires application of the methods of non-smooth mechanics because the functionals of energy and dissipation are non-differentiable. The constitutive equations proposed in this study were formulated with the aid of the differential succession notion which is defined by the contingent derivative of multivalued mapping. With this approach it is possible to replace the variational description with the system of explicit differential equations. The differential description of the rheological schemes can be relatively easily applied to nu merical procedures solving initial-boundary-value problems. The commercial finite element pro gram ABAQUS was used for this purpose. This program with opened architecture allows for an implementation of user-defined algorithms for the integration of constitutive equations. Several non-classical material models were implemented by the author through specially developed user subroutines. The study was focused on two groups of non-classical elastic-dissipative materials. The first group includes Shape Memory Alloys (SMAs). SMAs materials are more and more frequently used in civil structures subjected to extreme dynamic loadings. Due to their unique properties, SMAs are used for seismic retrofit of bridges, tall buildings and masts. Various rheological schemes have been proposed in this study for Shape Memory Alloys representing the phenomenon of martensitic phase transformation. Moreover, the effects of internal sub-loops, locking and viscosity were also taken into consideration. Numerical results of dynamic analysis of simple structural elements made of SMAs are presented. A model of a cable-stayed steel bridge retrofitted with SMA dampers was also analysed. It is shown that the application of SMA dampers can reduce maximum vibrations and internal forces caused by seismic excitations. The second group of materials considered in this study are asphalt concrete mixtures. Rheological schemes suited for the modelling of permanent viscous and plastic deformations are presented. A new generalization of the classical viscoelastic Burgers model is presented with application to mechanistic design procedures, taking into account the plasticity phenomenon. The developed con stitutive relationships have been used for the dynamic FE analysis of flexible bituminous pavement under moving load. The results presented in this study show the differences in displacements, strains and stresses between the classical elastic and viscoelastic pavements and non-classical viscoelastic plastic pavement. The last chapter of the study contains proposals of further investigations using the method of rheological modelling. Moreover, generalizations of the principles and methods for non-mechanical physical systems are also provided.