Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The modelling and analysis of shock absorbers with stroke-dependent damping

Ferdek U.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 1

163--175

EN

In order to obtain the characteristics of a damping force which depends on the amplitude and frequency of the excitation, a modification to the vehicle shock absorber is proposed in this paper. Within the range of small amplitudes, the ‘soft’ characteristics improve riding comfort, while within the resonance ranges, the increased damping force provides a higher level of ride safety. A nonlinear model of the system is introduced, taking into account various strategies of oil-flow control. Utilising numerical integration methods, the influence of excitation parameters and constructional parameters on the characteristics of the damper is investigated.

PL

W pracy zaproponowano koncepcję amortyzatora samochodowego, którego charakterystyka zależy od amplitudy i częstotliwości wymuszenia. W zakresie małych amplitud charakterystyka miękka poprawia komfort jazdy. W zakresach rezonansowych zwiększona siła tłumienia zapewnia większe bezpieczeństwo jazdy. Opracowano nieliniowy model układu uwzględniający różne strategie sterowania przepływem oleju. Wykorzystując metody numerycznego całkowania, zbadano wpływ parametrów wymuszenia oraz parametrów konstrukcyjnych na charakterystyki tłumika.

2

Tłumik hydrauliczny o zmiennej charakterystyce siły tłumienia

Ferdek U.

Symulacja w Badaniach i Rozwoju

|

2017

|

Vol. 8, nr 3-4

75--84

PL

W pracy opracowano model tłumika hydraulicznego o charakterystyce zależnej od amplitudy i częstotliwości wymuszenia. W zakresie małych amplitud i dużych częstotliwości układ zachowuje się jak amortyzator o charakterystyce miękkiej, co w przypadku zastosowania go w zawieszeniu samochodu poprawia komfort jazdy. W zakresach rezonansowych zwiększona siła tłumienia zapewnia większe bezpieczeństwo jazdy. Uzyskane charakterystyki amortyzatora są niesymetryczne, co jest także wskazane dla tłumików samochodowych. W pracy zbadano wpływ parametrów wymuszenia oraz parametrów konstrukcyjnych na charakterystyki amortyzatora.

EN

The model of hydraulic damper whose characteristics is depending on the amplitude and excitation frequency was proposed in this paper. Within the range of small amplitudes and high frequencies, the system behaves like a shock absorber of ‘soft’ characteristic, which in case of using it in a car suspension, improves driving comfort. Within the resonance ranges the increased damping force provides a high safety of the ride. The obtained shock absorber characteristics are asymmetrical, which is recommended for car dampers. The influence of excitation parameters as well as constructional ones on the characteristics of the damper was investigated.

3

Numerical Methods of Validation of Valve Systems of Railway Hydraulic Dampers

Czop P., Woźniak M.

Problemy Kolejnictwa

|

2015

|

Z. 167

25--33

EN

This work presents a method to accelerate the process of configuration and calibration of shim washer valve systems which are used in railway hydraulic dampers. The advantage of the method is possibility to reduce the shim fatigue failure risk during train operation. This failure causes a sudden drop of a damping force influencing negatively safety of passengers. Fatigue verification is an important phase of configuration and calibration process of a valve system. The verification is conducted based on the detailed simulation model of the valve system established (formulated) with a finite element method. The mesh density was determined using a sensitivity analysis regarding the number of finite elements. The force and flow balance were used to formulate the system model. The model was calibrated based on experimental measurements conducted on the servo-hydraulic tester. The verification process allows to determine the critical von Misses stress level in elastic components of a valve system. The work showed the feasibility of accelerated configuration and calibration process of shim washer valve systems modeling their mechanical and hydraulic properties.

PL

W artykule zaprezentowano metodę umożliwiającą skrócenie czasu wymaganego w procesie konfiguracji oraz kalibracji podkładowych (dyskowych) systemów zaworowych stosowanych w tłumikach hydraulicznych przeznaczonych do pojazdów szynowych. Zasadniczą zaletą metody jest możliwość zmniejszenia ryzyka uszkodzenia zmęczeniowego zaworu w trakcie eksploatacji, wiążącego się z nagłym spadkiem siły tłumiącej w układzie zawieszenia wózka pojazdu szynowego, co ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo pasażerów. Zasadniczą operacją w procesie konfiguracji oraz kalibracji jest weryfikacja wytrzymałościowa systemów zaworowych. Weryfikacja jest prowadzona na podstawie szczegółowego modelu symulacyjnego systemu zaworowego wykonanego metodą elementów skończonych. Dobór siatki modelu przeprowadzono na podstawie analizy wrażliwości wyników modelu na liczbę użytych elementów dyskretnych. W celu symulacji działania kompletnego tłumika hydraulicznego, sformułowano model systemowy na podstawie bilansu sił oraz przepływów wewnętrznych tłumika. Model systemowy skalibrowano na podstawie pomiarów eksperymentalnych przeprowadzonych na stanowisku serwo-hydraulicznym. Weryfikacja wytrzymałościowa umożliwiła wyznaczenie granicznych dopuszczalnych naprężeń złożonych w podatnych elementach systemu zaworowego. Artykuł wykazał możliwość wykonania przyśpieszonej konfiguracji oraz kalibracji podkładowych (dyskowych) systemów zaworowych uwzględniając ich weryfikację niezawodnościową przez modelowanie ich właściwości mechanicznych i hydraulicznych.

4

Zastosowanie bocznika z polietylenu MDPE do redukcji przyrostu ciśnienia wywołanego uderzeniem hydraulicznym

Kodura A., Kołakowska A., Mitosek M., Wrzesińska A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2013

|

z. 66

96--110

PL

Przy projektowaniu oraz podczas eksploatacji rurociagów pracujących pod ciśnieniem, np. sieci wodociągowych, należy brać pod uwagę zjawiska towarzyszące zmiennym w czasie przepływom w szczególności zjawisko uderzenia hydraulicznego. Uderzenie hydrauliczne często pojawia się w sposób cykliczny na tych samych elementach rurociągu. Ma to niekorzystny wpływ dla trwałości instalacji i jest źródłem procesu zmęczenia materiału ścianek przewodów, lokalnych pęknięć oraz nieszczelności połączeń z innymi elementami sieci. Przyjmuje się, że 80% awarii występujących w przewodach sieci wodociągowych niewyposażonych w urządzenia zabezpieczające, powstaje na skutek występowania zjawiska uderzenia hydraulicznego. Powoduje to wzrost kosztów eksploatacji tego rodzaju sieci o ok. 60%. Do głównych metod służących zapobieganiu lub łagodzeniu skutkom uderzenia hydraulicznego można zaliczyć: powolne zamykanie lub otwieranie zaworów i zasuw, zwiększenie momentu bezwładności agregatu pompowego, strumienia wysokociśnieniowe i niskociśnieniowe zawory bezpieczeństwa, zbiorniki wodno-powietrzne, komory wyrównawcze. Do metod łagodzących niekorzystne skutki uderzenia hydraulicznego należy zaliczyć zastosowanie boczników, których ścianki wykonane są z materiałów o większej podatności na odkształcenie ścian w porównaniu z rurociągiem. W celu oszacowania skuteczności działań tego rodzaju tłumików przeprowadzono badania eksperymentalne. W badaniach zastosowano tłumiki wykonane z MDPE. Stwierdzono, że zmniejszenie maksymalnej amplitudy ciśnienia w uderzeniu hydraulicznym zależy od średniej prędkości ustalonego przepływu wody w rurociągu przed wystąpieniem zjawiska. Dotyczy to zarówno samego rurociągu stalowego, jak też współpracującego z tłumikiem ciśnienia. Wpływ prędkości był zgodny z zależnością Żukowskiego, opisującą, wartość pierwszej amplitudy ciśnienia w rurociągu. Zdolność tłumienia ciśnienia przez element bocznikowy z polietylenu MDPE współpracującego z rurociągiem stalowym silnie zależy od wartości ilorazu objętości tłumika do objętości rurociągu Vt/Vp. Zmiany względnej objętości w zakresie 0,2 0,6 najsilniej oddziałują na redukcję pierwszej amplitudy oscylacji ciśnienia podczas uderzenia hydraulicznego. Dla Vt/Vp < 0,02 lub V/Vp> 0,06 wpływ elementu bocznikowego na zdolność tłumienia jest pomijalnie mały.

EN

The phenomena of transient flows, in particular water hammer, must be taken into account in the design and operation of pipelines working under pressure. The water hammer phenomenon occurs frequently in a cyclic manner on the same elements of the pipeline. This phenomenon has negative influence on the durability of the network and is a source of fatigue of walls of pipes, cracks and leaks of local connections to other network elements. About 80% of accidents occurring in water supply pipelines not equipped with safety devices are negative results of water hammer. This fact is the reason for increasing the operating cost of networks by up to 60%. The main methods of preventing or reducing the effects of water hammer may include: slow opening or closing of valves, increasing the moment of inertia of pump propellers, aeration of the stream, high pressure and low pressure safety valves, expansion tanks (air vessels), and water towers. Methods for mitigating the negative effects of water hammer include bypasses, walls which are made of materials with greater susceptibility to deformation in comparison with the pipeline walls. An experimental investigation was made to evaluate the effectiveness of this type of elements. The study used pressure reducers made of MDPE. It was found that a reduction of the maximum amplitude of hydraulic pressure depends on the average steady flow of water in the pipeline prior to the phenomenon. This applies to a steel pipeline, as well as one cooperating with bypass pressure. Impact speed was consistent with the Joukovsky formula, which describes the value of the amplitude of the first pressure in the pipeline. Pressure damping ability of the bypass element made of polyethylene MDPE cooperating with the steel pipeline is strongly dependent on the value of the quotient of the volume of the bypass to the volume of the pipeline Vt,/Vp,. Changes of the relative volume in the range 0.2 V/V, 0.6 have the biggest influence on damping the first amplitude of pressure during water hammer. For Vt/Vp) < 0.02 or Vt/Vp > 0.06 impact of the bypass element on the ability of pressure damping is negligibly small.

5

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.

6

Fluid-structure simulation of a valve system used in hydraulic dampers

Czop P., Gąsiorek D., Gniłka J., Sławik D., Wszołek G.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 14, nr 45

197--205

EN

The aim of this paper is to develop a method for optimizing the design of a disc spring valve system by reducing the aeration and cavitation effect which negatively influences the performance of a shock absorber. A fluid structure interaction (FSI) model is used in order to modify the geometry of the valve interior and, in turn, to achieve better performance of a shock absorber. The paper analyzes the pressure distribution along theflow paths inside the valve cavity to reduce the risk of aeration and cavitation, while other important engineering aspects are omitted, e.g. durability of disc-spring valve systems as discussed in [1]. A key measure of valve improvement was chosen as deterioration of the damping force level generated by a shock absorber vs. the number of cycles during continuous cycling of the damper . The objectives of this work are as follows: (i) to present a process for reducing the complexity of the geometry of a disc spring valve system in order to perform a combined fluid-structure simulation, (ii) to show keysteps of the simulation process focusing on interactions between fluid and structure domain and to review relevant simulation results, (iii) to describe practical aspects of the simulation process, including basic parameters and boundary conditions related to the applied commercial software, (iv) to make an optimization case study to show the application scope for the simulation methodology proposed in the paper, and to confront the simulation results with experimental investigations.

7

Analiza ćwiartkowego modelu zawieszenia pojazdu z tłumikiem hydraulicznym

Ferdek U., Łuczko J.

Symulacja w Badaniach i Rozwoju

|

2011

|

Vol. 2, nr 2

67-74

PL

W pracy poddano analizie jakościowej ćwiartkowy model zawieszenia pojazdu. Występujący w układzie zawieszenia tłumik hydrauliczny opisano zmodyfikowanym modelem Spencera. Na podstawie przeprowadzonych analiz wyselekcjonowano parametry mające decydujący wpływ na kształt charakterystyki tłumika. Wyznaczono również charakterystyki częstotliwościowe układu w celu zbadania wpływu istotnych parametrów modelu na wprowadzone wskaźniki jakości związane z bezpieczeństwem jazdy oraz efektywnością tłumienia drgań.

EN

The paper discusses the analysis of the quarter model of the vehicle suspension. The hydraulic damper existing in the suspension system has been described using the modified Spencer model. Based on the performed analyses, the parameters having the major impact on the shape of the damper characteristics have been chosen. Additionally, the frequency characteristics of the model have been investigated, for the purpose of researching the impact of several essential model parameters on the performance factors corresponding to the driving safety and the efficiency of the shock absorber.

8

Ograniczenie drgań pojazdu za pomocą sterowanych tłumików piezoelektrycznych

Makowski M., Grzesikiewicz W., Knap L.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2010

|

z. 3/79

75-82

PL

Praca poświęcona jest badaniu wpływu sterowania tłumikami piezoelektrycznymi na drgania pojazdu. Ograniczenie drgań pionowych pojazdu wpływa na poprawę komfortu jazdy a zmniejszenie wahań nacisku kół na drogę zwiększa bezpieczeństwo ruchu pojazdu. Sterowanie siłą tłumienia odbywa się przy pomocy amortyzatorów sterowanych zaworami piezoelektrycznymi. Zawór piezoelektryczny umożliwia sterowanie charakterystyką tłumika poprzez zmiany oporów przepływu między komorami tłumika hydraulicznego.

EN

In this paper an effect of damping force controlling in a vehicle suspension system is discussed. A vehicle suspension system is equipped with controlled piezoelectric dampers which allow controlling vehicle body vibration. Vertical vibration limitation of vehicle body has an influence on comfort and safety by decreasing a value changes in wheel contact forces. Control of friction in dampers is realized by controlling piezoelectric valve and flows between chambers of damper.

9

Ocena parametrów fotela operatora maszyny roboczej z tłumikiem hydraulicznym i magnetoreologicznym

Sapiński B.

Mechanika / Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica

|

2001

|

T. 20, z. 4

459-477

PL

Przedmiotem badań był fotel operatora ciężkich maszyn roboczych z dwoma rodzajami tłumików: montowanym fabrycznie tłumikiem hydraulicznym i liniowym tłumikiem magnetorelogicznym. Opisano: badany fotel, przykładowe charakterystyki mechaniczne tłumików, stanowisko badawcze oraz metodykę, przebieg i wyniki badań. Na podstawie przeprowadzonych, w oparciu o normy ISO 10326 i 7096, badań fotela z zastosowanymi tłumikami wyznaczono współczynniki SEAT oraz charakterystyki rezonansowe i współczynniki przenoszenia fotela.

EN

Seat operator of off-road machinery with two types of dampers, i.e. hydraulic and magnetorheological one is the subject of experimental investigations. Description of the seat, exemplary mechanical characteristics of the dampers, experimental setup, method, course and results of investigations are presented. Transmissibility factors, resonant characteristics and transfer functions for the investigated seat with used dampers in respect to International Standard of ISO 10326 and 7096 are determined.