W pracy zaproponowano sposób modelowania poziomych układów stężających z uwzględnieniem rzeczywistych własności układu stężającego w zakresie sztywności i wytrzymałości, który może być użyty przy tworzeniu modeli 3D. Model ten pozwoli zastąpić rekomendowane w normie europejskiej [1] i wytycznych DIBt [2] zastępcze modele statyczne 2D. W modelowaniu zakłada się zastąpienie rzeczywistego poziomego układu stężającego składającego się z płyt pomostowych, układem ramowym o węzłach podatnych.
EN
The aim of this paper was to describe the method of modeling horizontal planes of scaffold used for model 3D. This method can be used instead of the method described in European norm [1] and used in model 2D. The real system of boards was replaced by frame system with semi-rigid joints.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Bioinspiracja zdobywa coraz szersze uznanie i znajduje zastosowanie w różnych działach techniki, ponieważ umożliwia optymalne rozwiązywanie skomplikowanych problemów. Dotyczy to również technologii maszyn – do najważniejszych zagadnień w tym obszarze należy projektowanie elementów maszyn i procesów wytwarzania oraz kształtowanie właściwości warstwy wierzchniej wyrobów w celu podniesienia ich cech eksploatacyjnych i estetycznych. Rośnie znaczenie zagadnień bioinspirowanego projektowania lekkich konstrukcji z zachowaniem wymaganej sztywności i wytrzymałości.
EN
Bioinspiration approach factor enjoys constantly growing esteem due to its positive practical effects experienced in many different technical areas by revealing practical ways, which provide for optimum solution of difficult problems. This also applies to the machinery engineering. The most crucial problems in this realm are how to design and to supervise the processes of production of the nano, micro and macro details, or to create surface layer structures for enhancement of the operating conditions and good outlook of the products. The bioinspiration influence on the design work requirements for improvement of rigidity and strength of the lightweight structures seem to gain more and more important position.
W niniejszej pracy zaproponowano i eksperymentalnie zweryfikowano niskoczęstotliwościową metodę identyfikacji zmian masy i sztywności konstrukcji. Zaproponowana metoda wykorzystuje nieparametryczny model konstrukcji referencyjnej w postaci zbioru jej doświadczalnie zarejestrowanych odpowiedzi. Takie podejście pozwala uniknąć kłopotliwego i podatnego na błędy etapu budowy i kalibracji parametrycznego modelu konstrukcji referencyjnej, a jednocześnie — co jest charakterystyczną cechą zaproponowanej metody — umożliwia modelowanie i identyfikację jej parametrycznie wyrażonych modyfikacji i obciążeń. W celu formalizacji metody wykorzystana została ogólna metodologia metody dystorsji wirtualnych, a główną ideą jest zastąpienie zmian parametrów masowych i sztywnościowych konstrukcji równoważnym im pseudo obciążeniem, którego wpływ na odpowiedź konstrukcji modelowany jest w sposób nieparametryczny. Takie ogólne postawienie problemu pozwoliło na opracowanie szczegółowych sformułowań w dziedzinie czasu i w dziedzinie Laplace'a, w tym problemu wprost i problemu odwrotnego. Gradient i hesjan funkcji celu zostały wyznaczone w formie analitycznej, co umożliwiło zastosowanie do rozwiązania zadania odwrotnego klasycznych gradientowych metod optymalizacyjnych pierwszego i drugiego rzędu. Podstawowe sformułowanie zostało rozszerzone na przypadek identyfikacji parametrów uderzenia idealnie niesprężystego. Weryfikację doświadczalną opracowanej metody przeprowadzono w zakresie identyfikacji zmian masy, sztywności i obciążenia dynamicznego przy wykorzystaniu przestrzennej konstrukcji 70-elementowego wspornika kratowego.
EN
This thesis proposes and experimentally verifies a low-frequency method for identification of modifications of structural mass and stiffness. The proposed method is based on a nonparametric model of the unmodified structure, which is constituted by a set of its experimentally recorded responses. Such a nonparametric approach avoids the troublesome and error-prone stage of parametric model updating, while it allows parametrically expressed structural modifications and loads to be modeled and identified. The approach was formalized by means of the general methodology of the virtual distortion method. The main idea is to model parametric modifications with the equivalent pseudo load, whose effect on the structural response is modeled nonparametrically. Such a general idea was developed into two specific formulations in time domain and in Laplace domain, including the direct and inverse problems. The gradient and the Hessian of the objective function were expressed analytically, which allowed the inverse problem to be solved by means of classical, gradient-based optimization methods of the first and second order. The basic formulations were extended to include the case of identification of an inelastic impact. In the experimental verification, a 70-element space cantilever truss was used in the tasks of identification of mass and stiffness modifications and of dynamic loads.
Dotychczasowa praktyka projektowa związana z zagadnieniami stateczności opiera się na wyznaczeniu długości wyboczeniowej elementów ściskanych. Zastosowanie węzłów podatnych prowadzi często do wzrostu znaczenia stateczności, ze względu na obniżenie sztywności układu. Możliwe jest wówczas wykorzystywanie metody współczynnika długości wyboczeniowej, np. w oparciu o prace Giżejowskiego [1], analiza stateczności piętra ramy [2] lub analiza ogólna, wykorzystująca metodę elementów skończonych. Artykuł przedstawia przykład obliczeń stateczności dla kilku wariantów zastosowanych połączeń elementów, w celu określenia wpływu ich charakterystyk na stateczność konstrukcji. W obliczeniach uwzględniono chwilową sztywność połączeń uzyskaną z analizy nieliniowej dla podstawowego układu obciążeń. Uzyskane wyniki podkreślają znaczenie zagadnień stateczności w przypadku zamiany połączeń sztywnych na połączenia podatne.
EN
The design practices implemented so far, within the area of stability, is based on determination of the buckling length of the elements which are pressed against one another. Using the bolted joints often leads to an increase in stability, since rigidity of the structure is being reduced. In such case it is possible to implement the methodology based on the buckling length coefficient, based e.g. on the studies developed by Giżejowski [1], analysis of stability of the frame floor [2] or general analysis, using the finite elements method. The article presents an example of stability calculations for several variants of the utilized joints between the individual elements of the structure. The aim of the calculations is to define the impact of the characteristics of those elements on the structural stability. The calculations took into account the rigidity of the joints, achieved via a non-linear analysis for the basic load imposition layout. The obtained results emphasize the meaning of the stability issues, when it comes to change of the rigid joints to the bolted ones.
Sztywność spełnia fundamentalną rolę w zapewnieniu integralności i funkcjonalności konstrukcji. W budowie statków latających istnieje konieczność doboru właściwej sztywności, która zapewniłaby odpowiednią wytrzymałość konstrukcji przy możliwie małej masie. Dlatego sztywność konstrukcji lotniczych często jest parametrem decydującym, który w przypadku błędów produkcyjnych lub zmniejszenia sztywności mogących wystąpić w eksploatacji, prowadzi do katastrof lub awarii. W pracy przytoczono te przykłady i sposoby, które zastosowano w celu zapewnienia bezpieczeństwa i integralności konstrukcji.
EN
Stiffness fulfills a fundamental role in ensuring the integrity and functionality of the structure. In aircraft manufacturing, there is a need for selection of the proper stiffness, which would provide adequate structural strength with the weight of structure as low as possible. Therefore, stiffness of aircraft structure is often a crucial parameter, which in the case of manufacturing errors or stiffness lowering that may occur in the operation, are leading to disasters or accidents. The paper quoted the examples and methods that were used to ensure the safety and structural integrity of design.
W pracy przedstawiono analizę sztywności prętów i prostych konstrukcji prętowych. Sztywności wyznaczano w sposób ścisły, analitycznie. Analizowano przykłady pojedynczego pręta o różnych warunkach brzegowych, z uwzględnieniem imperfekcji, geometrii pręta i imperfekcji przyłożonego obciążenia, dla obciążeń w zakresie sprężystym. Analizowano sztywność ramy portalowej, której pionowe pręty zamocowane są na sztywno. Z przeprowadzonej analizy wynika, że sztywność konstrukcji jest wielkością zmienną i maleje w procesie jej obciążania. Najmniejszą sztywność, do której zmierza asymptotycznie, osiąga dla obciążenia zbliżonego do krytycznego.
EN
The paper presents an analysis of the stiffness of rods and rod design simple. Stiffness was determined strictly, analytically. Analyzed examples of a single rod with different boundary conditions, taking into account the imperfections, the geometry of the bar and the imperfection of the applied load, for loads of elastic. Portal frame stiffness was analyzed, the vertical bars are fixed rigidly. The analysis shows that the rigidity of the structure is variable size and decreases in the process of exposure. The lowest stiffness, which tends asymptotically, reaching for the load close to critical.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The present paper is devoted to the problem of optimally design reinforcing fibres in a composite so that the material satisfies requirements over a range of mechanical properties. A method based on the genetic algorithm has been used in the optimisation process. A mathematical model of the fibre-reinforced multilayer composite and the conditions for optimal design of fibre shape and orientation are set forth in this paper. A description of the simple genetic algorithm applied to the optimisation of a composite structure is also presented. The problem considered in the paper is illustrated by a simple example.
PL
Praca dotyczy problemu optymalnego projektowania ułożenia włókien w materiale kompozytowym, spełniającym stawiane wymagania w zakresie określonych właściwości wytrzymałościowych. Dla rozwiązania problemu zastosowano nowoczesną technikę optymalizacji opartą na algorytmie genetycznym. W pracy zdefiniowano model zastępczy wielowarstwowego kompozytu wzmocnionego włóknami i warunki dla optymalnego kształtowania wzmocnień w materiale kompozytowym. Przedstawiono również algorytm genetyczny stosowany w procesie optymalizacji struktury kompozytu. Prowadzone rozważania zilustrowano przykładem.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych połączeń stalowych rygli ze słupami, wykonanych w płaszczyźnie mniejszej sztywności słupa. Podano opis programu badań, stanowiska badawczego i zastosowanej aparatury pomiarowej. Przedstawiono wybrane wyniki badania nośności i sztywności połączeń oraz omówiono formy zniszczenia węzłów.
EN
The paper presents the test results of steel beam-to-column web moment connections with beam seats. The tests set-up, instrumentation, loading and some test results were described. The strength of joints obtained from tests was compared to theoretical strength. The influence of buckling of seat stiffener and slip of bolt connection on the strength and stiffness of joint were presented.
Praca dotyczy zagadnienia wpływu niesztywnych elementów konstrukcji na właściwości dynamiczne napędu hydrostatycznego. Przyjęto sześć modeli liniowych elektrohydraulicznych układów napędowych: jeden model o sztywnej konstrukcji, natomiast pozostałe modele mają niesztywne elementy konstrukcji. Dla jednego analizowanego napędu z niesztywnym obciążeniem napisano model matematyczny z uwzględnieniem nieliniowej siły tarcia, nieliniowego modułu ściśliwości, charakterystyki przepływowej zaworu regulacyjnego. Przeprowadzono symulację cyfrową tego napędu w celu dopasowania jego modelu dynamicznego do modelu fizycznego na stanowisku badawczym oraz zbadaniu wpływu parametrów układu, obciążenia zewnętrznego oraz tarcia na jego właściwości dynamiczne. Porównano charakterystyki skokowe napędu hydrostatycznych o sztywnej konstrukcji i niesztywnym obciążeniem.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.