Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modeling the Performance of Horizontal Anchor Lines during Fall Arrest

Baszczyński K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 5 (125)

95--103

EN

The basic materials used for the construction of anchor lines for personal equipment protection against falls from a height are ropes and textile webbing. During fall arrest, horizontal anchor lines significantly affect the forces acting on the worker and the work site elements, as well as the fall arrest distance. Manufacturers of the equipment are required to estimate those parameters for various conditions of use by numerical simulations with a validated model. The model discussed in this paper reflects the mechanical structure of the line (whether singles-span or multi-span) taking into account Maxwell’s and Kelvin-Voigt’s non-linear rheological models for viscoelastic materials. The model consists of a system of seven non-linear differential equations with the parameters describing static load-elongation characteristics and time-courses of dynamic loading forces for selected ropes and textile webbing. The numerical model developed was used to simulate the performance of horizontal anchor lines of different constructions. The model was validated by comparing the numerical calculations with laboratory test results and was shown to be sufficiently accurate to be used for designing fall protection equipment.

PL

Podstawowymi materiałami stosowanymi do produkcji poziomych lin kotwiczących dla indywidualnego sprzętu chroniącego przed upadkiem z wysokości są liny i tkane taśmy włókiennicze. Poziome liny kotwiczące wpływają w istotny sposób na przebieg sił działających na człowieka podczas powstrzymywania jego spadania, drogę na jakiej to zachodzi oraz przebieg sił działających na konstrukcję stanowiska pracy. Z tego względu producent sprzętu ochronnego musi szacować te wielkości dla różnych warunków użytkowania np. stosując symulację numeryczną wykorzystującą zweryfikowany model. Model przedstawiony w artykule opiera się na zależnościach mechanicznych opisujących konstrukcję poziomej liny oraz nieliniowych modelach reologicznych obiektów lepko sprężystych Maxwella i Kelvina-Voigta. Strukturę modelu opisano układem nieliniowych równań różniczkowych z parametrami wynikającymi z charakterystyk statycznych siła obciążająca – wydłużenie oraz czasowych przebiegów siły obciążającej wybrane liny i tkane taśmy włókiennicze. Model został użyty do symulacji zachowania różnych wariantów konstrukcyjnych poziomych lin kotwiczących. Porównanie zasymulowanych numerycznie odpowiedzi modelu z wynikami badań laboratoryjnych wykazało zadowalającą jego dokładność, a co za tym idzie możliwość wykorzystania do projektowania sprzętu ochronnego.

2

Effect of Repeated Loading on Textile Rope and Webbing Characteristics in Personal Equipment Protecting Against Falls from a Height

Baszczyński K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 4 (112)

110--118

EN

Horizontal anchor lines manufactured from fibre ropes and textile webbing are important elements of equipment protecting against falls from a height. Their mechanical properties determine the process of a fall arresting.The simultaneous use of some components of the protective equipment by more than one user is possible and desirable under specific conditions. This paper presents testing methods and a test stand for the measurement ofload-elongation characteristics under static and dynamic conditions. The testing methods simulate the functioning of the equipment during the fall of consecutive users. The results indicate significant differences between the load-elongation characteristics obtained in the first versus subsequent loading tests, as well as between characteristics obtained under static and dynamic conditions. The paper also presents how the changes in rope and webbing characteristics described affect the ability of protective equipment to absorb the kinetic energy of a person falling from a height. Data obtained in the present study are useful for the development of numerical models for horizontal anchor lines.

PL

Poziome liny kotwiczące są istotnym składnikiem sprzętu chroniącego przed upadkiem z wysokości. Podstawowym surowcem stosowanym do ich produkcji są liny i taśmy włókiennicze, których właściwości mechaniczne decydują o przebiegu powstrzymywania spadania z wysokości. W specyficznych warunkach jest teoretycznie możliwe i pożądane równoczesne stosowanie tych składników sprzętu przez więcej niż jednego użytkownika. W artykule przedstawiono metody oraz stanowiska badawcze do wyznaczania charakterystyk siła obciążająca - wydłużenie w warunkach statycznych i dynamicznych lin i taśm włókienniczych. Zastosowane metody badań symulowały działanie sprzętu ochronnego w sytuacji powstrzymywania spadania kolejnych użytkowników. Wyniki badań lin i taśm włókienniczych wskazały na wyraźne różnice między charakterystykami w pierwszym i kolejnych obciążeniach oraz między charakterystykami otrzymanymi w warunkach statycznych i dynamicznych. Przedstawiono również jak zmiany charakterystyk wpływają na zdolność sprzętu do pochłaniania energii kinetycznej spadającego człowieka. Uzyskane dane umożliwiają podjęcie prac zmierzających do opracowania modeli numerycznych poziomych lin kotwiczących.

3

Modelling the Performance of Selected Textile Elements of Personal Protective Equipment Protecting Against Falls from a Height During Fall Arrest

Baszczyński K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2013

|

Vol. 21, no. 4 (100)

130--136

EN

Ropes and woven webbing used in personal equipment protecting against falls from a height determine the course of forces acting on the human body during fall arrest, as well as the fall arrest distance. This paper presents a model of a system made up of a textile connecting and shock-absorbing component and the mass constituting its load. The model is based on non-linear rheological models of visco-elasto-plastic objects developed by Maxwell and Kelvin-Voigt. The definite structure of the model is described with a nonlinear differential equation, enabling numerical analysis of its performance. Identification of the model parameters was carried out utilising a software package allowing to analyse the static load-elongation characteristics and the time courses of a dynamic force acting during fall arrest. The paper presents the results of identification of selected connecting and shock-absorbing components used in equipment protecting against falls from a height. The models identified were subjected to verification involving comparison of their numerically simulated response with the results of laboratory tests. The comparison demonstrated the correctness of the model structure and identification of its parameters. The paper also presents an example of application of the model for simulation of the performance of a connecting and shock-absorbing component during fall arrest.

PL

Liny i taśmy tkane należą do podstawowych materiałów włókienniczych stosowanych w indywidualnym sprzęcie chroniącym przed upadkiem z wysokości. Elementy sprzętu wykonane z tych materiałów decydują o przebiegu sił działających na człowieka podczas powstrzymywania jego spadania oraz o drodze na jakiej to zachodzi. W związku z tym szczególnego znaczenia nabiera modelowanie działania sprzętu ochronnego. W artykule przedstawiono model układu tworzonego przez włókienniczy podzespół łączącoamortyzujący oraz obciążającą go masę. Opiera się on na nieliniowych modelach reologicznych obiektów lepko sprężystych Maxwella i Kelvina-Voigta. Strukturę modelu opisano nieliniowym równaniem różniczkowym trzeciego rzędu. Wykorzystując wyznaczone doświadczalnie charakterystyki statyczne siła obciążająca - wydłużenie oraz czasowe przebiegi siły dynamicznej działającej podczas powstrzymywania spadania z wysokości przeprowadzono identyfikację parametrów modelu. Zaprezentowano wyniki identyfikacji wybranych podzespołów łącząco - amortyzujących wykonanych z lin i taśm włókienniczych. Zidentyfikowane modele poddano sprawdzeniu polegającemu na porównaniu ich zasymulowanej numerycznie odpowiedzi z wynikami badań laboratoryjnych, którymi były przebiegi czasowe siły powstrzymującej spadanie oraz wydłużenia. Przeprowadzone porównanie wykazało poprawność struktury modelu oraz identyfikacji jego parametrów. W artykule przedstawiono również przykład wykorzystania opracowanego modelu do symulacji działania podzespołu łącząco-amortyzującego podczas powstrzymywania spadania.

4

Load-Elongation Characteristics of Connecting and Shock-Absorbing Components of Personal Fall Arrest Systems

Baszczyński K., Jachowicz M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6A (95)

78--85

EN

The process of arresting a fall from a height by protective equipment is characterised by two most important values: the arrest force and the distance over which the fall arrest occurs. The time course of these values is determined primarily by the mechanical parameters of the connecting and shock-absorbing components of the fall arrest system, such as textile energy absorbers, retractable type fall arresters and guided type fall arresters. The paper presents the methods of testing used up till now to determine the properties of connecting and shock-absorbing components. Their disadvantages are demonstrated and a new method allowing to determine the load-elongation characteristics of connecting and shockabsorbing components containing textile elements is described. The method presented and test stand are based on simultaneous measurements of the force acting in the object investigated and its elongation. For measurements of elongation under dynamic conditions, an extensometer equipped with a high speed camera was used. The results of tests performed under static and dynamic conditions on objects made of fibre rope and webbing used in equipment protecting against falls from a height are presented. The results obtained demonstrate significant differences between these characteristics, which confirms the effect of the loading velocity on the mechanical parameters of textile elements used as parts of personal fall arrest systems. Therefore data allowing to develop numerical models of connecting and shock-absorbing components were obtained.

PL

W artykule przedstawiono metody badania stosowane dotychczas w celu określenia właściwości ochronnych elementów łączących i amortyzujących. Wykazano ich wady i zaprezentowano nową metodę pozwalającą na wyznaczanie charakterystyk siła - wydłużenie elementów zawierających struktury włókiennicze. Zaprezentowana metoda i stanowisko badawcze opiera się na równoczesnym pomiarze siły działającej w badanym obiekcie oraz jego wydłużenia. Dla potrzeb pomiaru wydłużeń w warunkach dynamicznych zastosowano ekstensometr z kamerą do szybkich zdjęć. Przedstawiono wyniki badań, prowadzonych w warunkach statycznych i dynamicznych, obiektów wykonanych z lin i taśm włókienniczych stosowanych do produkcji sprzętu chroniącego przed upadkiem z wysokości. Uzyskane wyniki wykazały istotne różnice między tymi charakterystykami. Potwierdziło to wpływ prędkości obciążania na parametry mechaniczne włókienniczych elementów sprzętu chroniącego przed upadkiem z wysokości. Dzięki temu uzyskano dane pozwalające na opracowanie modeli numerycznych elementów łącząco-amortyzujących.

5

Effect of Mechanical Factors on the Protective Parameters of Textile Elements in Personal Equipment Protecting Against Falls from a Height

Baszczynski K, Jachowicz M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2011

|

Vol. 19, no. 5 (88)

117--124

EN

Assurance of consistent protective parameters throughout the whole period of use is one of the more important problems associated with personal equipment containing textile elements that protects against falls from a height. The most important factors causing mechanical damage to such equipment are indicated in the paper, which also presents the methods and test stands used for conducting tests involving the application of loads to the equipment under static and dynamic conditions with simultaneous exposure to additional mechanical factors. Such factors comprised friction against steel and concrete elements of specially devised shapes, simulating the effect of the worksite edge during a fall arrest. The results obtained demonstrated that an additional factor such as friction against an obstacle significantly decreases the mechanical strength, creating unfavorable conditions for a fall arrest. Thus, it can be concluded that if personal protective equipment protecting against falls from a height is to be used under conditions including potential exposure to additional mechanical factors, it must be characterised by special protective properties.

PL

Jednym z najważniejszych problemów związanych z indywidualnym sprzętem chroniącym przed upadkiem z wysokości jest zapewnienie zachowania parametrów ochronnych jego elementów włókienniczych podczas całego okresu użytkowania. W artykule dokonano analizy tych czynników oraz wskazano na najważniejsze, które mogą mieć istotne znaczenie z punktu widzenia bezpieczeństwa użytkownika sprzętu. Przedstawiono metody i stanowiska badawcze, które wykorzystano do badania zachowania sprzętu ochronnego, w warunkach obciążenia statycznego i dynamicznego, podczas oddziaływania na niego dodatkowych czynników mechanicznych. Jako główny czynnik mechaniczny przyjęto tarcie o profile stalowe i betonowe, o założonych wymiarach, symulujące brzeg stanowiska pracy. Uzyskane wyniki badań w warunkach statycznych i dynamicznych pokazują, że dodatkowy czynnik w postaci tarcia o elementy konstrukcyjne stanowiska pracy znacząco obniża parametry wytrzymałościowe sprzętu oraz pogarsza, z punktu widzenia człowieka, warunki procesu powstrzymywania spadania z wysokości. Wynika z tego, że jeżeli indywidualny sprzęt ochronny ma być stosowany na stanowiskach pracy, gdzie jego elementy włókiennicze będą narażone na kontakt z niebezpiecznymi obiektami podczas powstrzymywania spadania, to musi on charakteryzować się dodatkowymi parametrami ochronnymi.