Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of the finite element methods in long-term simulation of the multi physics systems with large transient response differences

Wittbrodt E., Kahsin M.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 1

227-233

EN

Application of the Finite Element Method (FEM) and the Multibody Dynamics Method (MBS) allows analyzing of complex physical systems. Complexity of the system could be related both to the geometry and the physical description of phenomenon. MBS is the excellent tool for analyzing statics or dynamics of the mechanical systems. MBS permits tracking of Multi Body System transient response for the long-term simulations and application of any arbitrary set of mechanical forcing functions. However, this method does not allow observing state of the continuum systems. Besides, applying forcing functions other than mechanical ones (i.e. general forces or displacements) is troublesome in MBS. In case of FEM most of algorithms encounter continuity conditions across the element boundaries , and thanks to this FEMis one of the most suitable calculation method for continua multi-physics systems (i.e. thermo-structural, electro-thermo-structural, magneto-thermo-structural, MEMS, etc.). Common problem with FEM is that there are major calculation difficulties when long-term simulation results are required and/or large relative motions are present in the system. Drawbacks of FEM and MBS could be overcome with use of algorithm based on the modifled Hybrid Finite Element Method presented further in this paper. Traditional Hybrid Finite Element Method model consists of rigid end deformable elements, system matrices derived for all compound elements are calculated concurrently. In this approach both advantages and disadvantages of FEM and MBS are transferred to the model. Proposed modified Hybrid Finite Element Method algorithm exploits two corresponding coupled discrete models, one containing FEM elements and the other MBS only. Both models are coupled by means of forcing functions. Such approach is applicable for the multi-physics systems with large transient response differences.

2

Badanie temperatury w sprzężeniu elementów tocznych

Ferenc Z., Koziarski Cz.

Tribologia

|

2007

|

nr 2

187-198

PL

W pracy określono na wstępie cel i zakres badań. Następnie opisano konstrukcję i sposób działania stanowiska badawczego oraz wyniki badań wstępnych wykonanych w celu ustalenia zakresu parametrów w badaniach zasadniczych. Polegały one na pomiarze maksymalnej temperatury na czołowej powierzchni walcowego koła gumowego współpracującego raz z kołem tarczowym wykonanym ze stali, a dwa wykonanym ze szkła organicznego. Badania przeprowadzono przy różnych siłach docisku oraz różnych prędkościach obrotowych, jak i położeniach środka pola styku w stosunku do położenia punktu tocznego. Wnioski z badań wyciągnięto po każdym cyklu badań. Pracę kończy podsumowanie, w którym przedstawiono refleksje z całych badań przyrostów temperatur na krawędzi styku elementów tocznych.

EN

The paper defines in its introduction the purpose and scope of the research. The design and operation of a test stand was described together with the preliminary results carried out to determine a range of parameters for the main experimental work. The preliminary testing consisted in the measurement of the maximum temperature on the frontal cylindrical surface of a rubber wheel bearing against (1) a disk wheel made from steel and then (2), a wheel made of organic glass. The testing was carried out at different values of the normal force, different values of the rotational speed, and different position of the centre of contact with respect to the position of the rolling point. Conclusions from the testing were being carried out after each stage of testing had been completed. The study ends with a comprehensive summary discussing the whole experimental work concerning temperature phenomena at the edge of contact of rolling elements.

3

Dodatkowe naprężenia w polu styku elementów tocznych

Ferenc Z., Koziarski Cz., Trzaskacz T.

Tribologia

|

2005

|

nr 3

47-57

PL

Na podstawie wyprowadzonych w [L. 1] zależności potrzebnych do obliczania przyrostu temperatur w polu styku liniowego elementów tocznych, wyznaczono w pracy pierwsze i drugie pochodne tego przyrostu. Wywoływany on jest zmianą sumy naprężeń głównych, histerezą odkształceniową oraz poślizgiem zewnętrznym. Otrzymane rezultaty wykazały, że najszybszy przyrost temperatury od wszystkich trzech czynników występuje na granicy obszaru tarcia rozwiniętego. Bardzo duża prędkość zmieniania się temperatury w obszarze zamkniętym, poprzez rozszerzalność cieplną, wywołuje dodatkowe naprężenia lub przemieszczenia. Duża zmienność prędkości przemieszczeń z kolei, poprzez siły masowe wywołuje też dodatkowe naprężenia w bieżni elementów tocznych. Obliczenia przeprowadzono dla jednostkowej siły obciążającej, a jego rezultaty przedstawiono na rysunkach.

EN

Based upon formulas derived in [L. 1], which are necessary for the calculation of temperature increase in the area of linear contact pressure, the first and second derivatives of this increase were determined in this paper. This increase is generated by changes in the sum of principal stresses, deformation hysteresis and external slip. The results obtained showed that the most rapid increase of temperature as related to the three above mentioned factors were present at the boundary of the developed friction area. The extremely high-speed temperature variation in a closed area, due to heat expansion, causes additional stresses or deformations. On the other hand, the high fluctuation of the deformation speed, due to inertia forces, causes additional stresses in the races of the rolling elements. The calculations were carried out for a unit loading force and the results were shown in graphical plots.