W artykule przedstawiono statyczne badania żerdzi kotwowej wykonanej z tworzywa sztucznego o długości 5,5 m, które przeprowadzono na nowoczesnym stanowisku laboratoryjnym Katedry Górnictwa Podziemnego Akademii Górniczo-Hutniczej. Scharakteryzowano innowacyjny Samowzbudny System Akustyczny (SAS) do pomiaru zmian naprężeń w obudowie kotwowej. System może zostać zastosowany do nieniszczącej oceny stanu wytężenia kotwi wokół wyrobisk górniczych jak również w tunelach. Celem badań było porównanie wyników rejestrowanych przez dwa różne systemy pomiarowe, dzięki którym będzie możliwa ocena obciążenia długiej obudowy kotwowej metodą nieniszczącą. Określając obciążenie obudowy kotwowej, należy mieć na uwadze szybkość i prostotę wykonania pomiaru, dostęp do czujnika, dokładność odczytu i pomiaru. Ponadto trzeba wziąć pod uwagę możliwość zniszczenia czujnika w wyniku procesu technologicznego lub występowania zagrożeń naturalnych. Pod względem ekonomicznym muszą być zachowane „techniczno-bilansowe prawa produkcji”, które wykluczają stosowanie czujników obciążenia na każdej z kotew. Stosowanie pojedynczych czujników obciążenia obudowy kotwowej w przypadku stanów granicznych pozwala na podejmowanie odpowiednich działań zabezpieczających załogę górniczą przed nagłą utratą stateczności wyrobiska. W pracy przedstawiono dwa podstawowe efekty wykorzystywane w ultradźwiękowym systemie pomiarowym. Pierwszym efektem było występowanie stabilnego cyklu granicznego drgań dla układu z dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Efekt ten nazywany jest efektem samowzbudzenia. Drugi przywołany efekt to efekt elastoakustyczny. Oznacza on, że wraz ze zmianą naprężeń w materiale sprężystym następuje zmiana prędkości propagacji fali. W związku z tym zmienia się także czas jej propagacji pomiędzy głowicami. Efekt ten manifestuje się w zmianie częstotliwości drgań samowzbudnych. Z tego powodu poprzez pomiar częstotliwości drgań samowzbudnych możliwe jest pośrednie określenie stopnia wytężenia badanego materiału.
EN
The paper presents the statical research tests of rod bolt made of plastic with a length of 5.5 m, which were performed in a modern laboratory test facility at the Department of Underground Mining of the University of Science and Technology. Innovative The Self-excited Acoustic System (SAS) used to measure stress changes in the bolt support was characterized. The system can be used for the non-destructive evaluation of the strain of the bolt around the excavations as well as in tunnels. The aim of the study was to compare the results recorded by two different measuring systems, thanks to which it will be possible to assess the load of long bolt support by means of the non-destructive method. The speed and simplicity of measurement, access to the sensors, accuracy of measurement and reading should be kept in mind in determining the load of rock bolt support. In addition, the possibility of damage to the sensor as a result of technological or natural hazards should also be taken into account. In economic conditions, the „technical - balance laws of production”, which excludes the use of load sensors on each bolt must be preserved. The use of individual load sensors of rock bolt support for the boundary state, allows appropriate protection actions of the mining crew against sudden loss of excavation stability to be taken. The paper presents two basic effects used in the ultrasonic measurement system. The first result was the existence of stable limit cycle oscillations for positive feedback. This effect is called the self-excited effect. The second effect is called the elasto-acoustic effect. It means that with the change of elastic stresses in the material bring the change of the speed of propagation of the wave. In this connection, the propagation time between measuring heads is also changed. This effect manifests itself in the change in the oscillation frequency of the self-excited system. For this reason, by measuring the frequency of self-excited oscillation, it is possible to indirectly determine the level of effort of the tested material.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper the real-time system based on FPGA applied to control the delay time in feedback loop of the Self-excited Acoustical System is presented. The system can be used for stress change measurement in elastic constructions. Stress changes manifest themselves in small but detectable variations of resonance frequency. This phenomenon can be used to indirect measure stress changes in the material. In the article the limits of the measurement system which occurred during research on the analogue version of the system were eliminated by applying FPGA technology.
PL
W artykule przedstawiono wykorzystanie systemów czasu rzeczywistego i układów FPGA do sterowania opóźnieniem pętli sprzężenia zwrotnego w Samowzbudnym Systemie Akustycznym do pomiaru zmian naprężeń w konstrukcjach sprężystych. Zjawisko to może zostać użyte do pośredniego pomiaru naprężeń w konstrukcjach. W artykule wskazano ograniczenia układu pomiarowego, które zostały wyeliminowane dzięki zastosowaniu systemów czasu rzeczywistego oraz układów FPGA.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the application of the Finite Element Method (FEM) in the analysis of the stress state in artificial hip prosthesis. A virtual model of hip prosthesis was made using computer aided design systems (CAD). A better construction of this component was developed in combination with numerical analysis. Virtual model allows manufacturing the real workpiece using Rapid Prototyping technology. The article describes also the hardware and software- -aspects of the RP technology.
PL
W artykule przedstawiono wykorzystanie metody elementów skończonych w analizie stanu naprężeń w endoprotezie stawu biodrowego. Za pomocą programów komputerowo wspomagających projektowanie (CAD) stworzono wirtualny model endoprotezy, co w połączeniu z analizą numeryczną pozwoliło na opracowanie lepszej konstrukcji elementu. Wirtualny model pozwolił na stworzenie modelu rzeczywistego dzięki wykorzystaniu technologii Rapid prototyping. W artykule zostały opisane także sprzętowe oraz softwarowe aspekty technologii szybkiego prototypowania.
This paper presents the application of a Self-exited Acoustical System (SAS) for monitoring stress changes in the cement plant. The change in the speed of wave propagation, which is associated with a change in the resonance frequency in the system is caused by the deformation of the examined material. The SAS system is based on this phenomenon and can be used for the indirect measurement of the stress changes in the material.
PL
W pracy przedstawiono zastosowanie samowzbudnego akustycznego systemu (SAS) w monitorowaniu zmian naprężeń w fundamencie silosu magazynującego cement. Zmiana prędkości rozchodzenia się fali, a co za tym idzie, zmiana częstości rezonansowej, jest związana z odkształceniami badanego obiektu. System SAS bazuje na tym zjawisku i pozwala na pośredni pomiar zmian naprężeń w badanym materiale.
A self-excited acoustical system is suggested for monitoring of the change of stress in a sandstone bar. Stress changes manifest themselves in small but detectable variations of frequency in the self-excited system. The suggested system can be applied for the continuous stress changes monitoring in elastic constructions and rock masses. Tests on a single sample of sandstone were performed. They examined the impact on the stress measurement such parameters as: position of sensors and the actuator as well as the influence of geometrical shape and dimensions of the sample. A theoretical model whose parameters have been confirmed by performed experiments is also developed.
PL
W artykule przedstawiono koncepcję i wyniki badań nad samowzbudnym akustycznym systemem, który jest proponowany jako nowy sposób monitorowania zmian naprężeń w belce z piaskowca. W badanym rozwiązaniu zmiana naprężeń objawiała się małymi, aczkolwiek mierzalnymi, zmianami częstotliwości. Proponowany system pomiarowy może znaleźć zastosowanie do ciągłego monitorowania zmian naprężeń w konstrukcjach sprężystych oraz masach skalnych. W artykule opisano przeprowadzone badania doświadczalne z zastosowaniem próbki wykonanej z piaskowca. Podczas badań sprawdzono wpływ umiejscowienia nadajnika i odbiornika oraz wymiary geometryczne i kształt próbki na uzyskiwane wyniki. Dodatkowo został zbudowany model teoretyczny, którego parametry zostały pozyskane i potwierdzone na drodze eksperymentalnej.
Research was conducted to analyze the flow of a fluid within mechanical heart valve - Medtronic Hall. Physical experiment and numerical modelling were performed. The aim of the research was to determine the difference between obtained experimental and numerical data. In the experiment a dependency between static flow rate within the valve and static inlet and outlet pressure in the valve duct was examined. Moreover a dependency between static flow rate and angular valve position was also determined. Experimental data was used to perform a numerical flow analysis. The obtained flow rate values and angular positions of the valve were set to a finite-volumes-method model in order to achieve model output pressure values identical or similar to the ones obtained from the experiment. The resulting pressure values from the experiment and numerical analyses proved to be of the same order of magnitude, varying only by up to 10%. However, as far as differential pressure is concerned, numerical results were out of the range of measurement resolution. It can be assumed that numerical flow analyses quite correctly predict the real phenomenon and in view of measurement inaccuracy of used sensors authors would suggest using more accurate ones and repeating measurements for future clarification.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wykorzystanie programu LabVIEW w samowzbudnym akustycznym systemie SAS do automatycznego nadzoru stanu konstrukcji sprężystych i mas skalnych przez wykrywanie zmian naprężeń. Zastosowanie programowalnych kart pomiarowych pozwoliło na elastyczność w wyborze stosowanych algorytmów.
EN
The paper presents the application of the LabVIEW in self-excited acoustical system (SAS) for the state automated supervision of elastic constructions and rock masses by detecting the stress changes. The application of the programmable measurement cards allowed to choose control algorithms from a wide range of them.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.