Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Diagnosis of vortex induced vibration of a gravity damper

Scappaticci L., Castellani F., Astolfi D., Garinei A.

Diagnostyka

|

2018

|

Vol. 19, No. 2

31--39

EN

A gravity damper is a one-way valve, employed for regulating the airflow rate in ducts, generally constituted by a series of rectangular panels (closure sections), connected to an articulated quadrilateral synchronizing the movements. If the device needs to process large masses of high speed air, as common in the case of energy conversion systems, disadvantageous dynamic effects can occur. In this study, vortexinduced vibration (VIV), occurring on a gravity damper for high values of the Reynolds number, is investigated. The analysis of this work couples numerical methods (Computational Fluid Dynamics with Large-Eddy Simulation turbulence model and Finite Element Method) to experiments: a full-scale accelerometric measurement campaign is actually performed at the wind tunnel facilities of the University of Perugia. VIVs are diagnosed and quantified through the experimental vibration analysis, which is interpreted through numerical simulations. The large amplitude of VIV is interpreted as due to a tendency towards lockin because of the approaching of the vortex shedding frequency to a natural vibration mode of the system. The integrated numerical and experimental framework finally inspires two different design solutions for mitigating the amplitude of VIV: these strategies are tested at the wind tunnel and they are indeed shown to be effective.

2

Dyskretno-ciągła metoda modelowania układów dynamicznych

Hein R.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 29, nr 60

11-20

PL

W artykule przedstawiono oryginalną metodę modelowania układów dyskretno-ciągłych. Metoda polega na dyskretyzowaniu układu trójwymiarowego jedynie w dwóch wybranych kierunkach. W trzecim z kierunków układ pozostaje ciągły. Otrzymany w ten sposób model jest modelem dyskretno-ciągłym. Opisany jest za pomocą równań różniczkowych cząstkowych. Ogólne równania różnicowe układu dyskretnego otrzymano, wykorzystując metodę sztywnych elementów skończonych. W granicy równania te sprowadzono do równań różniczkowych cząstkowych. Podano sformalizowany zapis tych równań w postaci macierzowej oraz przedstawiono ogólny sposób budowania takich macierzy dla złożonych układów mechanicznych. Do rozwiązania wyprowadzonych równań zastosowano metodę transmitancji układów o parametrach rozłożonych. Metodę zilustrowano na przykładzie belki obustronnie utwierdzonej.

EN

The paper introduces an original method of discrete-continuous systems modeling. In the proposed method three dimensional system is divided on finite elements only in two directions. In the third one the system remains continuous. Obtained in that way model is a discrete-continuous model of the considered system. It is described by the system of partial differential equations. General difference equations of discrete system were obtained using the rigid finite elements method. In the limit these equations were transformed to the partial differential equations. Then formalized matrix notation of derived equations was given. Finally a general way to create global matrix for the whole system was presented. To solve obtained equations one applied the distributed transfer function method. Proposed approach was illustrated on the example of simple beam fixed on both ends.

3

Modelowanie przemieszczającej się struny w kontakcie z podukładem o parametrach skupionych

Hein R., Orlikowski C.

Modelowanie Inżynierskie

|

2014

|

T. 21, nr 52

87--92

PL

W artykule przedstawiono metodę modelowania i analizę układu składającego się z przemieszczającej struny w kontakcie z elementami o parametrach skupionych. Równania ruchu rozważanego układu wyprowadzane są metodą hybrydową, która wykorzystuje metodę dekompozycji modalnej oraz elementów skończonych. Zredukowany model modalny zbudowano dla podukładu nieuwzględniającego przyspieszenia Coriolisa i nieproporcjonalnego tłumienia. Zjawiska te modelowano z zastosowaniem dyskretyzacji przestrzennej. Przedstawiona metoda hybrydowa modelowania jest skuteczna, co potwierdziły obliczenia numeryczne i symulacje komputerowe, z których część przedstawiono w pracy. Umożliwia ona względnie łatwe otrzymanie modelu niskiego rzędu o odpowiedniej i wymaganej dokładności.

EN

The paper presents the method of modelling and analysis of discrete-continuous systems containing traveling String. In the proposed method a hybrid model of the considered system is constructed. It consists of Reduced Modal model of the string without Coriolis phenomena and without non proportional damping. Simple lumping Method is next applied to model omitted phenomena witch are difficult to handle with the modal decomposition. Proposed method of modelling is effective and enables to obtain low order model of a required accuracy. Some Simulation results show effectiveness and accuracy Of the method proposed.

4

Simplified dynamic model of rotating beam

Hein R., Orlikowski C.

Diagnostyka

|

2013

|

Vol. 14, No. 2

43--48

EN

In the paper a hybrid model of rotating beam is presented. It was obtained by using two methods: modal decomposition and spatial discretization. Reduced modal model was built for the system without the load related to inertia forces that occur during beam rotation. This inertia load was next modeled by using the method of simply spatial discretization and combined with reduced modal model. This approach allows to obtain accurate low-order model of rotating beam.

PL

W artykule przedstawiono hybrydowy model wirującej belki. Otrzymano go stosując dwie metody: dekompozycji modalnej oraz dyskretyzacji przestrzennej. Zredukowany model modalny zbudowano dla układu bez obciążenia wynikającego z działania sił bezwładności występujących podczas ruchu belki. Oddziaływanie to uwzględniono stosując metodę dyskretyzacji przestrzennej. Takie podejście umożliwia otrzymanie dokładnego modelu niskiego rzędu wirującej belki.

5

Parametry modalne stojaka hydraulicznego z akumulatorem gazowym

Mazurek K., Szweda S., Turczyński K.

Hydraulika i Pneumatyka

|

2011

|

nr 3

20-22

PL

Opisano metodę wyznaczania parametrów modalnych stojaka hydraulicznego z wbudowanym akumulatorem gazowym. Analizowano wpływ parametrów technicznych akumulatora gazowego na zmianę wartości częstości własnych i współczynników tłumienia. Wykluczono możliwość wzbudzenia drgań rezonansowych elementów analizowanego stojaka wskutek dynamicznego oddziaływania górotworu.

EN

A method for determination of modal parameters of a hydraulic leg with a gas accumulator has been presented. Impact of technical parameters of a gas accumulator on a change of free vibration frequency and damping coefficients has been analyzed. A possibility of excitation of resonant vibrations in components of the analyzed leg due to dynamic impact of rock mass has been negated.

6

Metodyka doboru parametrów technicznych akumulatora gazowego

Mazurek K., Szweda S., Szyguła M.

Hydraulika i Pneumatyka

|

2011

|

nr 5

9-12

PL

Przedstawiono metodykę doboru rozpatrywanych parametrów technicznych akumulatora gazowego. Na przykładzie wykazano, ze przy obciążeniu dynamicznym prawidłowy dobór parametrów akumulatora gazowego może wpłynąć na zmniejszenie maksymalnej wartości ciśnienia medium roboczego stojaka 0 ok. 17 %.

EN

The paper presents a methodology for selection of considered technical parameters of gas accumulator. It has been shown in an example, that in the case of dynamic load a proper selection of gas accumulator parameters may reduce the maximum working pressure of the leg by about 17%.

7

Modelowanie i analiza układów mechanicznych ze sprzęgłem podatnym

Markusik S., Opasiak T.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 29

333-340

PL

Dobór sprzęgła podatne do układu napędowego maszyny roboczej powinno być poprzedzone analizą dynamiczną takiego układu. Przy modelowaniu układów napędowych ze sprzęgłem podatnym niezbędna jest znajomość wartości takich współczynników, tego sprzęgła, jak: sztywność i tłumienie. Współczynniki te niezbędne są przy rozwiaząniu różniczkowych równań ruchu, modelu układu napędowego ze sprzęgłem podatnym. Literatura krajowa, jak i zagraniczna nie podaje tego rodzaju współczynników. Artykuł przedstawia analizę modelu układu napędowego ze sprzęgłem podatnym, i wyniki badań charakterystyk statycznych i dynamicznych, sprzęgieł oponowych typu ASO i ELPEX-B, na podstawie których dokonano wyznaczenia tych współczynników.

EN

Right chose flexible coupling to drive of work machine should to dump torsion vibration created during it work. Application of flexible coupling demands from user the knowledge of there is static and dynamic characteristics. Those characteristics describe of flexible coupling in driving. In this paper is presented result of research work flexible coupling type ASO and ELPEX-B, and dynamic model work stand to created dynamic characteristics. It presented result of research influence angular misalignment to dynamic characteristics of researched flexible coupling.

8

Wpływ parametrów wybranych połączeń z tarciem konstrukcyjnym na właściwości sprężysto-tłumiące układów mechanicznych

Kosior A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2005

|

z. 209

3--190

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań trzech modeli połączeń elementów maszyn przy uwzględnieniu tarcia konstrukcyjnego: - model pierwszy - połączenie sprężystej listwy w sztywnym zacisku, poddanej obciążeniu wzdłużnemu, badano przy tarciowym, tarciowo-sprężystym i sprężysto-tarciowym modelu styku między listwą i zaciskiem, - model drugi - połączenie dwóch belek dociśniętych do siebie równomiernie rozłożonym naciskiem jednostkowym, utwierdzonych z jednej strony a z drugiej poddanych zginaniu siłą poprzeczną, badano przy tarciowym i sprężysto-tarciowym modelu styku między belkami, - model trzeci - połączenie tarcz nierozłącznego sprzęgła dwutarczowego z wałami łączącymi, obciążonego momentem skręcającym, badano przy tarciowym modelu styku między tarczami sprzęgła. W pierwszym modelu sprężysto-tarciowe właściwości połączenia sprężystej listwy w sztywnym zacisku opisuje nieliniowa pętla histerezy. Zbudowano model matematyczny układu drgającego zawierającego połączenie sprężystej listwy w sztywnym zacisku. Wyznaczono dekrement tłumienia drgań swobodnych układu w funkcji amplitudy przemieszczenia. Przy wymuszeniu układu siłą harmoniczną, wyznaczono charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe drgań układu. Układ zawierający połączenie sprężystej listwy w sztywnym zacisku zastosowano jako nieliniowy tłumik drgań układu liniowego. Równania ruchu nieliniowego układu o dwóch stopniach swobody rozwiązano numerycznie. Przy tarciowo-sprężystym modelu styku między listwą i zaciskiem, zbudowano model matematyczny układu drgającego zawierającego połączenie sprężystej listwy w sztywnym zacisku. Podczas drgań swobodnych tego układu, wyznaczono dekrement tłumienia drgań w funkcji amplitudy przemieszczenia. Przy wymuszeniu układu siłą harmoniczną, wyznaczono charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe jego drgań. " Przy sprężysto-tarciowym modelu styku między listwą i zaciskiem, wyznaczono zależności na jednostkową siłę tarcia, odkształcenie i przemieszczenie listwy w funkcji obciążenia siłą wzdłużną. Otrzymane zależności umożliwiły wyznaczenie pętli histerezy odkształcenia i przemieszczenia listwy. Zbudowano model matematyczny układu drgającego zawierającego połączenie sprężystej listwyw sztywnym zacisku. Wyznaczono dekrement tłumienia drgań swobodnych w funkcji amplitudy przemieszczenia. Model drugi, połączenie dwóch belek, badano przy dwóch modelach styku między belkami: tarciowym i sprężysto-tarciowym. W połączeniu dwóch belek dociśniętych do siebie, sprężysto-tarciowe właściwości połączenia opisuje pętla histerezy o kształcie równoległoboku. Przy tarciowym modelu styku między belkami, utworzono model matematyczny układu drgającego zawierającego połączenie dwóch belek. Podczas drgań swobodnych układu, wyznaczono dekrement tłumienia drgań w funkcji amplitudy przemieszczenia. Przy wymuszeniu układu siłą harmoniczną, wyznaczono charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe drgań układu. Układ zawierający połączenie dwóch belek zastosowano jako nieliniowy tłumik drgań układu liniowego. Równania ruchu nieliniowego układu o dwóch stopniach swobody rozwiązano numerycznie. Przy sprężysto-tarciowym modelu styku między belkami, wyznaczono zależności na jednostkową siłę tarcia, odkształcenie i przemieszczenie belek poddanych zginaniu, w funkcji obciążenia siłą poprzeczną. Otrzymane zależności umożliwiły wyznaczenie pętli histerezy odkształcenia i przemieszczenia belek w funkcji siły poprzecznej. Model trzeci, połączenie tarcz nierozłącznego sprzęgła dwutarczowego z wałami łączącymi, badano przy tarciowym modelu styku między tarczami sprzęgła. Sprężysto-tarciowe właściwości połączenia tarcz sprzęgła opisuje nieliniowa pętla histerezy. Zbudowano model matematyczny układu drgającego zawierającego połączenie tarcz nierozłącznego sprzęgła dwutarczowego, przy tarciowym modelu styku tarcz. Podczas drgań swobodnych układu badano jego charakterystyki tłumienia i wyznaczono dekrement tłumienia drgań w funkcji amplitudy przemieszczenia. Przy wymuszeniu harmonicznym wyznaczono charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe drgań układu. Układ zawierający połączenie tarcz nierozłącznego sprzęgła dwutarczowego zastosowano jako nieliniowy tłumik drgań układu liniowego, przy działaniu na układ wymuszenia harmonicznego. Równania ruchu nieliniowego układu o dwóch stopniach swobody rozwiązano numerycznie. W pracy przedstawiono również wyniki badań doświadczalnych połączenia dwóch belek dociśniętych do siebie i zginanych siłą poprzeczną. Wyznaczono pętle histerezy odkształcenia i przemieszczenia w funkcji siły zginającej belki. Dokonano porównania pętli histerezy wyznaczonych doświadczalnie z otrzymanymi z zależności teoretycznych.

EN

In this work the results of research on three models of joints between machine elements, taking structural friction into account is presented: - model one - an elastic strip in a rigid clamp loaded longitudinally investigated for frictional, frictional-elastic and elasto-frictional contact between strip and clamp, - model two - joined two beams clamped together with uniform unitary pressure and bending lateral force investigated for frictional and elasto-frictional contact between the beams, - model three - two inseparable clutch discs with shafts, loaded with torque investigated for frictio-nal contact between clutch discs. In the first model, the nonlinear hysteresis loop describes elasto-frictional properties of the joint of a clamped elastic strip. The mathematical model of the vibrating system with an elastic strip in a rigid clamp was built. During free vibration of the system, the damping decrement as a function of amplitude displacement was determined. When the system was harmonically forced, the amplitude and frequency characteristics were determined. A system of this kind was used as a nonlinear vibration damper in a linear system. The equations for motion of a nonlinear two-degree of freedom system were calculated numerically. In the case of the model of contact between the strip and clamp being frictional-elastic, a mathematical model of a vibrating system with a strip in a rigid clamp was built. During free vibration of the system with an elastic strip in rigid clamp, the damping decrement as a function of amplitude displacement was determined. Amplitude and frequency characteristics were determined when the system was excited harmonically. When the model of contact between the elastic strip and rigid clamp was elasto-frictional, dependences of the unit friction force, strain and displacement of the strip in function of longitudinal force were obtained. The obtained dependences of the strain and displacement enable determination of the hysteresis loops. The mathematical model of a vibrating system with an elastic strip in a rigid clamp was built. During free vibration of the system, the damping decrement as a function of amplitude displacement was determined. The second model of two joined beams was investigated for two contact models between these beams: the frictional and the elasto-frictional contact models. In the joined two beams clamped together, the hysteresis loop describing the frictional-elastic properties of the joint is in the form of a parallelogram. A mathematical model of vibrating system with two beams was created with a frictional model of contact between the beams. During free vibration of the system, the damping decrement as a function of amplitude displacement was determined. When vibration was harmonically forced, the amplitude and frequency characteristics were determined. Such a system was used as a nonlinear vibration damper in a linear system. The equations of motion of the nonlinear two-degree of freedom system were solved numerically. When the contact model between two beams was elasto-frictional, dependences of the unit friction force, strain and displacement of the beams undergoing bending in function of the lateral force were obtained. The dependences obtained for the strain and displacement enable the determination of the hysteresis loops of the beams in the function of lateral force. The third model of the joint of a two-disc inseparable clutch with shafts was investigated for the frictional contact model between discs. The nonlinear hysteresis loop described the elasto-frictional properties of the clutch discs. A mathematical model of a vibration system containing two-disc inseparable clutch with a frictional contact model between discs was built. During free vibration of the system, its damping characteristics were investigated and damping vibration decrement as a function of amplitude displacement was determined. The amplitude and frequency characteristics were determined when the system was excitated harmonically. The system was used as a nonlinear torsional vibration damper in a linear system with harmonic excitation acting on the linear system. The equations of motion for the nonlinear two-degree of freedom system were solved numerically. This work also presents the results of experimental investigations on two beams clamped together and subject to bending by a lateral force. Hysteresis loops of the strain and displacement in the function of the bending force were obtained. Experimentally determined hysteresis loops were compared with theoretical ones.

9

Identification of a backlash using the modelling function method

Szmidt A., Gierulski W.

Mechanics / AGH University of Science and Technology

|

2005

|

Vol. 24, no. 2

150-154

EN

The physical value of a backlash in a kinematic pair of a mechanical system can be determined using a number of methods; still the problem is considered to be difficult. The identification may involve employing a modelling function, which allows also finding out about other properties of a given mechanical system. A modelling function constitutes a mathematical model for the relationship between the solids-joints interaction and the relative displacement and the relative velocity of the solids. This study aims at identifying a backlash by means of one-dimensional modelling functions that do not take account of velocity. The functions depend on the parameters determined during the identification process. Their values result from the similarity of signals being a response of the analysed real system and its mathematical model (i.e. its modelling function). The method does not require selecting signals; any signal representing the actual operation of the system will be applicable. Signals are analysed over a time period. A special form of the modelling function should permit determining the values of the searched parameters, i.e. the backlash.

PL

Mimo istnienia wielu metod identyfikacji, wyznaczenie fizycznej wartości luzu w parach kinematycznych układów mechanicznych jest zadaniem trudnym. Metoda identyfikacji z wykorzystaniem funkcji modelującej pozwala na rozwiązanie tego zadania (umożliwia poznanie także innych właściwości układu). Funkcja modelująca stanowi model matematyczny zależności pomiędzy siłą oddziaływania brył na element łączący a przemieszczeniem względnym i prędkością względną tych brył. Funkcja modelująca jest zależna od parametrów, których wartości wyznaczane są w procesie identyfikacji. Wartości parametrów wyznaczane są z warunku podobieństwa sygnałów będących odpowiedzią badanego układu rzeczywistego i modelu matematycznego (funkcji modelującej). Metoda nie wymaga specjalnie dobieranych sygnałów, mogą to być sygnały wynikające z rzeczywistej pracy układu. Analiza sygnałów dokonywana jest w dziedzinie czasu. Specjalna postać funkcji modelującej powinna umożliwiać wyznaczenie wartości poszukiwanych parametrów - w rozważanym przypadku jest to luz konstrukcyjny. W prezentowanych badaniach przeprowadzono identyfikację wartości luzu konstrukcyjnego w obrotowej parze kinematycznej. Wyznaczono wartość luzu sworznia łączącego łyżkę koparki jednonaczyniowej z ramieniem. Badania przeprowadzone były w laboratorium na oryginalnym osprzęcie koparki.

10

Metoda diagnozowania układu mechanicznego okrętowego turbinowego silnika spalinowego

Charchalis A., Pojawa B.

Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej

|

2004

|

R. 45 nr 3 (158)

5-18

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań układów rozruchowych okrętowych turbinowych silników spalinowych. Obejmowały one identyfikację oraz analizę niezawodnościową obiektu badań, badania wstępne, badania rozruszników, wybór symptomów diagnostycznych oraz analizę ich trendu w czasie eksploatacji na przykładzie silnika uszkodzonego i nieuszkodzonego. Wyniki pozwoliły opracować metodę diagnozowania układów rozruchowych okrętowych turbinowych silników spalinowych.

EN

The paper present the results of investigations into start-up systems used in marine turbine internal combustion engines. They included identification and reliability analysis of the object investigated, initial investigations, investigations of starters, selection of diagnostic symptoms and their trends analysis during exploitation, based on an example of a damaged and non-damaged engine. The results were used to develop the method for diagnosing start-up systems in marine turbine internal combustion engines.

11

Analiz dynamiczna złożonych, dyskretno-ciągłych układów mechanicznych

Szolc T.

Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN

|

2003

|

nr 2

3-240

PL

Celem pracy jest próba opracowania metodyki modelowania do analizy dynamicznej wybranych układów mechanicznych, takich jak układy napędowe maszyn i pojazdów, układy jezdne pojazdów, maszyny wirnikowe, prowadnice ruchomych narzędzi robotów i innych, gdzie głównymi elementami drgającymi są wały, osie, belki, wsporniki itp. Modele te miałyby służyć do analizy drgań, giętnych, skrętnych i osiowych, które w zależności od rozwiązań konstrukcyjnych bądź proporcji wymiarowych badanego obiektu mogą być w mniejszym lub większym stopniu ze sobą sprzężone, a także sprzężone z drganiami translacyjnymi lub rotacyjnymi innych elementów, takich jak na przykład obudowy łożysk, fragmenty korpusów, ramy nośne itp, Na rysunkach 2,1. 2.2. 2.3 i 2.4 przedstawione są typowe przykłady wymienionych powyżej układów mechanicznych, gdzie rys. 2.1 pokazuje układ napędu generatora prądu elektrycznego turbiną parową, rys. 2.2 - wał turbosprężarki przemysłowej, rys. 2.3 - wał turbiny parowej małej mocy, a rys. 2.4 przedstawia szczególny element układu jezdnego pojazdu szynowego - tj. zestaw kołowy wagonu kolejowego. Na podstawie wymienionych rysunków można zauważyć, że podstawowe element}'' tych układów wykonujące drgania, jak wały i osie charakteryzują się stosunkowo mało skomplikowanymi kształtami geometrycznymi w formie tzw, wałów stopniowych składających się ze skończone) liczby odcinków cylindrycznych o stałym przekroju poprzecznym. Jest to podyktowane zarówno względami konstrukcyjnymi oraz łatwością i możliwie niskimi kosztami wykonania. Stosunkowo proste kształty geometryczne osi i wałów oraz belek i prowadnic w maszynach i układach jezdnych pojazdów, jak również interesujący z punktu widzenia zastosowań technicznych zakres częstości drgań i. odpowiadające tym częstościom formy własne, pozwalają na przeprowadzanie analiz dynamicznych za pomocą modeli jednowymiarowych, tzn. takich, których parametry, obciążenia oraz odpowiedź dynamiczna w postaci na przykład przemieszczeń łub odkształceń rozpatrywana jest wzdłuż jednego kierunku, - przykładowo osi obrotu wału, względnie linii wałów, lub osi symetrii belki czy układu belek. Zaletą takiego podejścia jest prostota otrzymywanych modeli strukturalnych, łatwość przeprowadzania identyfikacji wielu, parametrów i efektywność obliczeń przy uzyskiwaniu wystarczającej dokładności wyników otrzymywanych do celów technicznych. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że wśród szerokiej grupy układów mechanicznych będących przedmiotem rozważań mniejszej pracy istnieją takie, których możliwie dokładne modelowanie za pomocą modeli jednowymiarowych jest prawie niemożliwe, bądź zbyt zgrubne. Należą do nich m. m. drążone wały turbin gazowych o skomplikowanych kształtach geometrycznych i prawie cienkościennych przekrojach poprzecznych, niektóre konstrukcje prowadnicowe, belkowe i inne. Podobnie, za pomocą modeli jednowymiarowych nie mogą być reprezentowane korpusy maszyn, silników oraz karoserie pojazdów. Dlatego takie układy mechaniczne nie będą rozpatrywane w pracy. W praktyce jednak elementy te muszą charakteryzować się dużą sztywnością, tak by miały widma amplitud drgań łeżące poza zakresem, badanych drgań elementów ruchomych, lub też być dynamicznie odizolowane od elementów ruchomych na przykład łożyskami czy resorowaniem o stosunkowo dużej podatności, co daje efekt tzw, słabych sprzężeń dynamicznych. Dzięki temu, przy analizie drgań, na przykład układów napędu maszyn i pojazdów czy maszyn wirnikowych, można rozpatrywać wpływ odkształceń korpusów, fundamentów, ram nośnych i karoserii w sposób przybliżony uwzględniając ich bezwładność postaci brył sztywnych o skończonej bądź nieskończonej masie a podatność w postaci odpowiednich połączeń z badanym układem drgającym o na przykład zidentyfikowanych doświadczalnie charakterystykach lepko-sprężystych. Takie podejście czyni uzyskiwane w rezultacie modele mechaniczne przejrzyste i efektywne obliczeniowo przy zachowaniu dostatecznej dokładności otrzymywanych wyników do celów inżynierskich.

EN

In the presented dissertation the method of dynamic analysis of complex discrete-continuous mechanical systems is proposed. By means of this method there are studied linear, non-linear and parametric torsional, bending, axial transverse as well as coupled bending-torsional and bending-torsional-axial vibrations of an extensive group of responsible elements of many mechanical systems, such as cantilever beams, shafts and axles of the rotor-machines, drive trains and vehicle running gears, guide ways of industrial robots, catenary suspensions, rope drives and others. These vibrations can be investigated with a sufficient for technical purposes accuracy by means of one-dimensional mechanical models, fn order to achieve a required exactness and reliability of results and in order to avoid the well known disadvantages of commonly applied, other methods, in the dissertation for analysis of the mentioned vibrations an alternative method is proposed, which is characterized by the same or even smaller level of the parameter identification error than, e.g. the analogous one-dimensional finite element approach, but by higher or much higher computational efficiency associated with an ease of application for practical purposes. This method is based on discrete-continuous mechanical models, m which successive segments of shafts, axles, beams, rotors and ropes are represented by the flexurally. torsionally and axially deform able continuous visco-elastic macro-elements. These macro-elements are mutually connected according to the structure of the real system in the form of stepped shafts, beams, rods or strings which are suspended on concentrated inertial-visco-elastic supports corresponding to the roll- or journal-bearings and joints of linear or non-linear characteristics. To appropriate macroelement cross-sections, directly or by means of massless membranes, there are attached rigid bodies representing rotors, bladed disks, coupling disks, running wheels, gears, flywheels, 'impellers, posts and others. Properties of the elastic couplings, joints, bearings and gear meshings are represented by means of mass-less visco-elastic springs connecting appropriate continuous visco-elastic macroelements. Characteristics of these springs can be linear or non-linear. Flexural, torsional, axial and transverse motions of cross-sections of the macro-elements are governed by the partial differential equations. Mutual connections of the successive macro-elements as well as their interactions with the supports and other elements with continuously distributed or concentrated parameters are described by equations of geometric and dynamic boundary conditions. If only shaft-torsional. rod-axial (longitudinal) or string-transverse vibrations are taken into consideration, for forced vibration analysis the d'Alembert solutions of the wave motion equations are very useful. Then, an application of these solutions leads to systems of ordinary differential equations with a retarded argument, which are particularly convenient for numerical simulations of linear, non-linear and, in particular. - of strongly non-linear processes. However, more general are the Fourier solutions in the form of infinite series in. orthogonal analytical eigenfimctions, which leads to sets of modal equations in the Lagrange co-ordinates. These equations are mutually coupled by parametric, nonlinear, external damping and skew-symmetrical terms regarded here as external excitations expanded in series in the mentioned above orthogonal analytical eigenfunctions. A fast convergence of the Fourier solutions enables us to reduce the quantity7 of the modal equations to solve to an, appropriate number in order to obtain a sufficient accuracy of results in the given range of frequency.. Both applied solutions, i.e. the d'Alembert and the Fourier one, of the assumed mathematical models are formally strict, demonstrate clearly the qualitative system properties and they are very convenient for stable and efficient numerical simulations. Beyond the simulations of forced vibrations, by means of the discrete-continuous models also qualitative studies of the considered mechanical systems are carried out in the form of natural vibration analyses and determination of the frequency response functions. In the successive chapters of this dissertation there are presented computational examples demonstrating application possibilities of the proposed method to numerous mechanical systems existing in the engineering practice. The results of some examples are compared with analogous results obtained using other methods as well as some results are compared with corresponding results of measurements carried out on the real objects. In Chapter 4 steady-state and transient torsional vibrations as well as string transverse vibrations are investigated, where the d'Alerabert solution of the wave motion equations have been used. There are studied linear, non-linear and parametric torsional vibrations of the reciprocating engine crank mechanisms, of the drive systems of motor- and railway-vehicles as well as torsional vibrations of drive trains of working- and rotor-machines. In the discrete-continuous models of these systems dynamic effects caused by dry friction, backlashes, non-linear and parametric characteristics of gear meshings, elastic couplings, clutches and others have been taken into consideration. The results of natural vibration analysis and the results of non-linear forced vibration analysis performed for the drive train with an elastic coupling and four gear stages are verified by the corresponding results obtained by experimental measurements earned out on the test-rig. In Chapter 4 there are also investigated transverse vibrations of the string systems excited by moving forces and oscillators. In Chapter 5 and 6 the Fourier solution of motion equations is applied. Chapter 5 is devoted to bending vibration analysis of the beam structure 'under moving loads as well as to bending and coupled bending-torsional vibrations of rotor-shaft systems of the rotating machinery. In the case of vibrations of the beam structure excited by moving loads there are compared some concepts of active control of the dynamic process in order to minimise amplitudes of system responses. Dynamic investigations of the rotor-shafts are focused on the influence of coupling effects caused by system unbalances on the steady-state and transient responses as well as there are discussed natural frequency values and eigenfunctions of the geared drive train of the rotor machine under coupled bending-torsional vibrations. In Chapter 6 there is studied dynamic interaction between the railway running gears and the track in the so called "medium frequency range", in which the wheelsets and the track must be regarded as flexible objects. Here, the dynamic investigations reduce to qualitative and quantitative analysis of bending-torsional-axial (lateral) vibrations of wheelsets of the trailer and motor bogies coupled by the non-linear wheel-rail contact interface with vertical and lateral vibrations of the track model with experimentally identified parameters. The qualitative studies have been carried out in the form of natural vibration analysis and determination of the frequency response functions for the railway bogie-track systems. For the quantitative analysis numerous numerical simulations of non-linear forced vibrations are performed for various kinds of trailer and motor railway bogies running on the straight and curved tracks. For the given type of a trailer bogie the results of numerical simulation obtained using the discrete-continuous model are compared with corresponding results of measurements performed on the real object, indicating in this way reliability of the proposed method to practical applications. Beyond the final remarks, accentuation of the innovation aspects and preview for further research, in the closing Chapter 7 by means of the proposed in this dissertation method there is also carried out the comparative analysis of results of bending and torsional natural vibrations for the stepped cantilever beam of various slenderness parameters regarded as the one-dimensional object modelled using the continuous macro-elements as well as regarded as the three-dimensional object modelled by means of the finite element method. In this comparison some limits of accuracy have been confirmed for the applied theories of bending and torsion in the one-dimensional model. As preview for further investigations, some possibilities of development of new types of one-dimensional visco-elastic macro-elements are specified as well as there are emphasized abilities of the proposed method to introduce two-dimensional macro-elements into the discrete-continuous models of considered mechanical systems and structures.

12

Zastosowanie logiki rozmytej w modelowaniu dynamiki układów mechanicznych

Buratowski T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2003

|

R. 49, nr 11

29-32

PL

W artykule przedstawiono sposób wykorzystania algorytmów obliczeniowych opartych na logice rozmytej do modelowania układów dynamicznych. Do prowadzenia obliczeń symbolicznych przyjęto programy MapleTM. Natomiast obliczenia numeryczne wykonano w środowisku programu MatlabTM-Simulink. Szczegółowo przedstawiono sposób budowania modeli dynamicznych z logiką rozmytą na przykładzie mobilnego robota.

EN

This paper discusses the mode in which algorithms based on fuzzy logic have been used to model dynamic systems. For symbolic computations MapleTM programme has been applied. Numerical calculations have been done in the MatlabTM-Simulink programme environment. The mode of constructing dynamic systems with a mobile robot as an example.

13

Propozycja redukcji drgań posadowienia osób niepełnosprawnych w mikrobusie

Stępiński B. S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2002

|

Z. 76

253-260

PL

W pracy przedstawiono analizę cyfrową mikrobusu wyposażonego w podatnie zawieszoną, dodatkową płytę podłogową służącą do posadowienia osób niepełnosprawnych. Rozważono pasywne i aktywne zawieszenie płyty. Porównano wyniki obliczeń pionowych przyspieszeń w wybranych punktach płyty, w obydwu wersjach zawieszenia i odpowiadających im punktach podłogi, tzn. modelu bez płyty.

EN

The paper presents the numerical analysis of the model of minibus equipped with an additional spring suspending plate of floor for disabled person. Passive and active suspension of the plate is considered. Calculated vertical accelerations results in selected points at plate for both version of suspensions and corresponding points on the base plate of car, i. e. model without plate, are compared.

14

Poprawa komfortu jazdy osób niepełnosprawnych w środkach komunkacji miejskiej

Frankowski J. J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2002

|

Z. 76

153-159

PL

W artykule przedstawiono niektóre stosowane rozwiązania konstrukcyjne poprawiające komfort jazdy pasażerów autobusów, również osób niepełnosprawnych na wózkach inwalidzkich. Rozważane jest wprowadzenie ruchomej części podłogi autobusu zawieszonej na czterech elementach sprężysto-tłumiących. Przedstawiono model tego układu oraz równania ruchu. Zamieszczono przykład obliczeniowy a rezultaty pokazano na wykresie.

EN

The paper presents structural projects which are improving the travel comfort of a motor-bus passenger, also the handicapped people. The application of the additional moving stabilized platform suspended by means of four elastic and damping deformed elements on the floor of the motor-bus is presented. This system improves travel comfort of the handicapped people on wheel-chairs considerably. The equations of vibration for there displacements of the platform comparative the coach work is announced. The results of calculations are presented on the diagram.

15

Synchronization of mechanical systems driven by chaotic excitation

Stefański A.

Vibrations in Physical Systems

|

2002

|

Vol. 20

270--271

16

Energy analysis of mechanical and biomechanical systems

Dobry M. W.

Vibrations in Physical Systems

|

2002

|

Vol. 20

18--33

17

Problemy statyczne z nieciągłymi rozwiązaniami

Kasprzyk S., Majkut L., Malasiński P.

Mechanika / Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica

|

2001

|

T. 20, z. 3

311-326

PL

Artykuł dotyczy analizy statycznej układów fizycznych zawierających skokowe niejednorodności struktury (skokowa zmienność obejmuje parametry geometryczne układu). Rozważane w pracy problemy statyczne odnoszą się do pewnych wybranych układów mechanicznych, których odkształcenia - zarówno w sposób klasyczny, jak i w klasie funkcji uogólnionych nie można opisać jednym równaniem różniczkowym z odpowiednimi warunkami brzegowymi i geometrycznymi warunkami ciągłości. Przykładem takiego układu jest przekładnia zębata o osiach wałków równoległych. Praca obejmuje dwa zasadnicze zagadnienia: 1) rozwiązywanie problemów brzegowych w klasie funkcji uogólnio nych przez podział modelowanego układu złożonego na podukłady, 2) budowa prostoliniowego, zastępczego, równoważnego modelu, opis analityczny oraz jego rozwiązanie.

EN

Statical analysis of physical systems with sudden change of geometrical parameters has been presented in the article. Mechanical systems, where there is no possibility to create one universal solution of boundary problem, arę considered. Parallel gear is an example of such system. The paper includes two principled issues: 1) resolving boundary problems in the class of generalizated functions by division of modelled system into subsystems, 2) developing a rectilinear, substitute, equivalent model and the analysis of it.

18

Opis własności dynamicznych elementarnych układów mechanicznych, typowych dla konstrukcji nośnych dużych maszyn wirnikowych

Gerlach T.

Diagnostyka

|

2001

|

Vol. 25

27-29

PL

Zwrócono uwagę na nieścisłość opisu przebiegów harmonicznych, występujących w drganiach układów mechanicznych, opisu rozpowszechnionego w literaturze technicznej, a także zastosowanego w publikacji [1]. Nieścisłość ta, zauważona w Monografii: Strukturdynamik, autorstwa profesorów R. Gasch'a i K. Knothe'go, nie doprowadziła do istotnych błędów w obliczeniach, lecz miała charakter nomenklaturowy.

EN

There has been noticed certain impreciseness in the description of harmonic relation which occurs in the vibration of mechanical systems. Such description is often found in the technical literature and had been used in the publication [1]. The above impreciseness has been noticed in monograph "Strukturdynamik" written by prof. R. Gasch and K. Knothe. It does not lead to any significant errors in calculations, but have mainly a terminology character.

19

A method of the machine tools failure diagnosis.

Powałka Bartosz

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2000

|

Vol. 24, nr 4

97-111

EN

The paper contains the method of failure detection on the basis of incomplete measurements, which means that the number of measured signals is lower than the number of degrees of freedom of mechanical systems. The method does not require reducing the number of degrees of freedom of mathematical model and therefore identified parameters can be physically interpreted. The proposed indicator is based on the comparison of partial derivatives of input residuals of the damaged and undamaged models. The method will be ilustrated by the example of FWD 32J milling machine.

PL

Praca zawiera opis metody do wykrywania uszkodzeń objawiających się istotną zmianą wartości parametrów opisujących model elementu, w którym powstało uszkodzenie. Istotą metody jest to, że umożliwia ona skuteczną lokalizację uszkodzenia na podstawie niekompletnych pomiarów, tzn. liczba pomierzonych sygnałów jest mniejsza niż liczba stopni swobody modelu matematycznego badanego układu matematycznego. Metoda może być także wykorzystywana do wskazania (lokalizacji) błędnie oszacowanych wartości parametrów opisujących model. Metoda nie wymaga redukcji modelu matycznego, a tym samym identyfikowane parametry zachowują interpretacje fizyczną. Zaproponowany wskaźnik służy do lokalizacji uszkodzonego elementu lub błędnie oszacowanego parametru, porównuje pochodne cząstkowe residuów wejściowych dla modelu bez uszkodzeń z obiektem rzeczywistym, w którym uszkodzenie wystąpiło. Zaprezentowany zostanie przykład obliczeniowy dla frezarki FWD 32J.

20

Wybrane problemy układów mechanicznych obrabiarek precyzyjnych

Konszin A., Morozow W., Prodedowicz J., Silcznenko O.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

1998

|

z. 7

173-182

PL

W pracy przedstawiono wybrane problemy dotyczące projektowania układów mechanicznych stosowanych w obrabiarkach o dużej dokładności. Opisane zostały osiągnięte rezultaty prac : projektowych i doświadczeń praktycznych w różnych dziedzinach zastosowań układów napędowych obrabiarek precyzyjnych.

EN

The paper presents selected problems of designing of mechanical systems that are applied in high accuracy machine tools. The results of designing and operating driving systems of high accuracy machine tools are described.