Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermal Properties of Functionally Graded Fibre Material

Turant J., Radaszewska E.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 4 (118)

68--73

EN

In this paper the problem of modelling graded materials in the form of a fibre composite with varying fibre diameter is considered. The aim of modelling was to determine the micro and macroscopic thermal properties of this type of material, in which the average thermal conductivity in relation to fibre saturation changes was calculated at any point of fibre FGM, and then the effective thermal conductivity of a whole layer of the material was determined. To do that, a unit cell of the material of given structure was isolated and the onedimensional heat flux passing through it was considered. As an effect of the investigation, the procedure of effective thermal conductivities calculation was presented and illustrated with a numerical example. Additionally the discrete and continuous approach to the effective thermal conductivities calculations were analysed and compared.

PL

W pracy zajęto się problemem modelowania włóknistych materiałów gradientowych o zmiennej średnicy włókien. Celem modelowania było określenie mikro i makro własności termicznych tego typu materiałów. Konsekwentnie, w dowolnym punkcie materiału gradientowego obliczono średni współczynnik przewodzenia ciepła w kierunku zmian nasycenia kompozytu włóknami a następnie określono efektywną przewodność cieplną całej warstwy materiału. W tym celu wyodrębniono elementarną komórkę materiału o określonej strukturze i rozpatrzono dla niej jednowymiarowy przepływ ciepła. Zaprezentowaną metodologię obliczania zastępczych współczynników ciepła zilustrowano numerycznym przykładem. Dodatkowo przeanalizowano i porównano dyskretne i ciągłe podejście do obliczenia zastępczych współczynników przewodzenia ciepła.

2

Równoległy ewolucyjny algorytm optymalizacyjny z gradientową poprawą osobników

Turant J.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2015

|

Vol. 14, Nr 1

82--91

PL

W pracy zaproponowano hybrydowy algorytm optymalizacyjny zbudowany z równoległego połączenia typowego zmiennoprzecinkowego algorytmu ewolucyjnego z gradientową poprawą grupy najlepszych osobników. Obliczenia przeprowadzono dla testowej funkcji celu dla przypadków różniących się liczbą lokalnie najlepszych rozwiązań, a następnie porównano wydajność i stabilność algorytmu dla różnych ilości osobników poddanych procesowi gradientowej poprawy.

EN

In the paper the hybrid optimization algorithm was proposed. The algorithm was build with typical floating-point evolutionary algorithm joined with gradient improvement of a group of the best individuals. The calculations were carried out for a test goal function for cases of different number of locally best solutions and next effectiveness and stability of proposed algorithm were compared for different number of improved individuals.

3

Optymalne projektowanie elementów konstrukcyjnych wykonanych z kompozytów włóknistych

Radaszewska E., Turant J.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2014

|

Vol. 13, Nr 1

106--119

PL

W pracy zajęto się problemem projektowania optymalnych struktur kompozytów włóknistych ze względu na ich własności przewodzenia ciepła. Projektowanymi parametrami kompozytu była orientacja włókien wypełniających warstwę kompozytu. Do poszukiwania optymalnych rozwiązań opracowano system optymalizacyjny będący szeregowym połączeniem algorytmu ewolucyjnego i gradientowego. Analizę zachowania się konstrukcji przeprowadzono metodą elementów skończonych zaś gradient funkcjonału celu wyznaczono korzystając z metody bezpośredniej analizy wrażliwości.

EN

The dissertation is devoted to the problem of optimal design of two-dimensional structures made of fibre composite materials with respect to their heat conductivity properties. The filling fibres orientation was chosen as design parameters. The hybrid optimization algorithm, consists of a sequence of evolution and gradient-oriented procedures was developed. The behaviour analysis of composite structure was carried out using finite element method and gradients of objective functional were obtained with usage of direct method of sensitivity analysis.

4

Identyfikacja defektów w materiałach konstrukcyjnych w warunkach nieustalonego przepływu ciepła

Turant J., Dems K.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2014

|

Vol. 13, Nr 1

78--93

PL

W pracy rozpatrzono problem identyfikacji uszkodzeń w konstrukcjach mechanicznych w oparciu o analizę rozkładu pola temperatury wywołanego zmiennym w czasie obciążeniem cieplnym. Analizę zachowania konstrukcji przeprowadzono z wykorzystaniem metody elementów skończonych a do realizacji procesu minimalizacji funkcjonału identyfikacyjnego wykorzystano hybrydowy algorytm ewolucyjny.

EN

In the paper the problem of defect identification in structural materials, using the analysis of time varying temperature caused by constant and variable heat loads, is considered. The behavior of the structure was analyzed using the finite element method and to the implementation of the minimization processes of the identification functional, hybrid evolutionary algorithm was used.

5

Ścisła i przybliżona analiza dynamiczna konstrukcji belkowych z wykorzystaniem metody elementów skończonych

Obara P., Turant J.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2013

|

Vol. 12, Nr 1

64--80

PL

W pracy analizie dynamicznej poddano konstrukcje zbudowane z elementów belkowych. W rozważaniach uwzględniono wpływ odkształcalności postaciowej. Przeprowadzona została analiza ścisła i przybliżona poszukiwania wyższych częstości drgań własnych dla belki swobodnie podpartej. Przeprowadzenie takiej oceny pokazuje jak złożony powinien być model dyskretny, aby wyniki były stosownie zbliżone do rozwiązań ścisłych.

EN

In this paper the dynamic analysis of beam structures was considered. The influence of shear deformation, according to Timoshenko theory, was taken into account. The analysis of higher order natural frequencies was carried out in strict and approximate manner for simply supported beam. Such an evolution shows how complex a discrete model should be to obtain similar results in comparison to the exact ones.

6

Sterowanie rozpływem ciepła w wale kalandra z wykorzystaniem materiałów gradientowych

Turant J.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2013

|

Vol. 12, Nr 1

81--89

PL

W pracy analizowano rozpływ ciepła w wale kalandra, którego elementy konstrukcyjne mogą być wykonane z materiałów gradientowych. Podstawowym problemem eksploatacyjnym kalandrów jest nierównomierność rozkładu temperatur wzdłuż powierzchni roboczej kalandra. Równomierność rozkładu temperatur może być regulowana poprzez wprowadzenie między elementami grzewczymi wału a jego powierzchnią roboczą warstwy materiału o zmiennym, odpowiednio dobranym, współczynniku przewodzenia ciepła. W ramach pracy przeprowadzono optymalizację współczynnika przewodzenia ciepła w tej warstwie zakładając, że warstwa ta zbudowana jest z mieszaniny dwóch materiałów o wyraźnie różnych własnościach przewodzenia ciepła. Na etapie optymalizacji wykorzystano hybrydowy algorytm zbudowany z szeregowo połączonego zmiennoprzecinkowego algorytmu ewolucyjnego i algorytmu Hookea-Jeewesa. Analiza zachowania się konstrukcji była przeprowadzana metodą elementów skończonych.

EN

In the paper the analysis of a heat flow in a calender shaft, which elements can be made of functionally gradient materials, is considered. The main operational problem of calenders is nonuniform temperature distribution along the working surface. The uniformness of temperature distribution may be controlled by introducing the layer, made of gradient materials with well defined thermal properties, which should be introduced between heating elements and working surface. As part of the work, the optimization process was performed to find the proper distribution of heat conduction coefficient in this layer, assuming that the layer is composed of a mixture of two materials having significantly different heat conduction properties. During optimization process hybrid algorithm, consisted with evolutionary algorithm combined, in series, with Hooke-Jeewes method was used. The analysis of the state of the calendar was done with finite element method.

7

Optymalne projektowanie rozpływu ciepła w wale kalandra

Turant J.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2012

|

Vol. 11, Nr 3

5-12

PL

W pracy analizowano rozpływ ciepła w wale kalandra zbudowanego z materiałów o różnych własnościach przewodzenia ciepła. Głównym eksploatacyjnym problemem kalandrów jest nierównomierność rozkładu temperatur wzdłuż powierzchni roboczej kalandra. Równomierność rozkładu temperatur może być regulowana poprzez odpowiednią dystrybucję materiałów o różnych współczynnikach przewodzenia ciepła. W ramach pracy przeprowadzono optymalizację rozkładu materiałów wykorzystanych do wykonania wału kalandra. Na etapie optymalizacji wykorzystano hybrydowy algorytm zbudowany z szeregowo połączonego zmiennoprzecinkowego algorytmu ewolucyjnego i algorytmu Hookea-Jeewesa. Analiza zachowania się konstrukcji była przeprowadzana metodą elementów skończonych.

8

Wielokryterialne optymalne projektowanie przepływu ciepła w wale kalandra

Turant J.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2011

|

Vol. 10, Nr 2

101-112

PL

W pracy analizowano przepływ ciepła w wałach kalandra. Ze względu na warunki pracy tego typu konstrukcji wymagana jest tutaj równomierność rozkładu temperatury na powierzchni roboczej przy równoczesnej minimalizacji temperatur czopów łożyskowych. Głównym eksploatacyjnym problemem kalandrów jest nierównomierność rozkładu temperatur wzdłuż tworzącej wału kalandra. Wysoki poziom temperatury tych powierzchni powoduje złe warunki pracy łożysk tocznych, na których osadzony jest wał kalandra. Równomierność rozkładu temperatur może być regulowana poprzez odpowiednią dystrybucję mocy grzałek wzdłuż osi wału kalandra, natomiast sterownie strumieniem ciepła, tak aby propagował on w kierunku powierzchni roboczych a nie czopów wału, może być osiągnięte poprzez inne warunki przewodzenia w kierunku tych powierzchni. Optymalizację rozkładu mocy grzałek oraz topologiczno-materiałowych parametrów kalandra przeprowadzono wykorzystując algorytm hybrydowy (będący szeregowym połączeniem algorytmu ewolucyjnego i Hookea-Jeewesa), podczas gdy analiza zachowania się konstrukcji była przeprowadzana metodą elementów skończonych.

EN

In the paper the analysis of a heat transfer for a calender is considered. With respect to working condition of this type of systems the highest smoothness of temperature field on the working surface is demanded as well as minimization of temperatures on bearing journals. The main problem is the nonuniform temperature distribution on the working surface along calendar axis. The high level of its temperature causes bad working conditions of bearings of calender. The uniformness of the field temperature can be ensured by manipulating of heat sources distribution when manipulating of heat stream, to reduce bearing journals temperature, is possible using different conduction conditions in directions to working surface and to bearings. The optimal design of heat distribution and conduction properties is carried out using hybrid algorithm (consisting with evolutionary algorithm combined, in series, with Hooke-Jeewes method) when the analysis of the state of the calendar is done with finite element method.

9

Structural damage identification using frequency and modal changes

Dems K., Turant J.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2011

|

Vol. 59, nr 1

27-32

EN

The problem of identification of a structural damage is considered. The identification of location and/or dimensions of a damaged area or local defects and inclusions is performed using the measurements of vibration frequency and eigenvalues of real structure and the corresponding finite element model. The proper distance norms between the measured and calculated structural response are introduced and minimized during the identification procedure.

10

Optymalne projektowanie rozkładu źródeł ciepła w wale kalandra

Turant J.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2010

|

Vol. 9, Nr 2

65-71

PL

W pracy analizowano przepływ ciepła w wałach kalandra. Ze względu na warunki pracy tego typu konstrukcji wymagana jest tutaj równomierność rozkładu temperatury na powierzchni roboczej. Głównym eksploatacyjnym problemem kalandrów jest nierównomierność rozkładu temperatur wzdłuż tworzącej wału kalandra. Równomierność rozkładu temperatur może być regulowana poprzez odpowiednią dystrybucje mocy grzałek wzdłuż osi wału kalandra. Optymalizację rozkładu mocy grzałek, prowadzącą do wyrównania temperatury powierzchni roboczej do temperatury wymaganej, przeprowadzono wykorzystując algorytm ewolucyjny, podczas gdy analiza zachowania się konstrukcji była przeprowadzana metodą elementów skończonych.

EN

In the paper the analysis of a heat transfer for a calender is considered. With respect to working condition of this type of systems the highest smoothness of temperature field on the working surface is demanded. The main problem is the nonuniform temperature distribution on the working surface along calendar axis. The uniformness of the field temperature can be ensured by manipulating of heat sources distribution. The optimal design of heat distribution, leading to uniform temperature of given value, is carried out using evolutionary algorithm when the analysis of the state of the calendar is done with finite element method.

11

Identyfikacja uszkodzeń włókien wzmacniających w konstrukcjach tarczowych

Dems K., Turant J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2007

|

T. 3, nr 34

11-16

PL

W prezentowanej pracy rozpatrywany jest problem identyfikacji zniszczenia dyskretnych włókien wzmacniających konstrukcje tarczowe. Założono, że kształt linii, wzdłuż których zostały ułożone włókna jest znany, a parametry wytrzymałościowe włókien są znacznie wyższe niż macierzystego materiału tarczy. Ponadto założono, że włókna zostały zatopione w macierzy w ten sposób, że stwierdzenie uszkodzenia w trakcie zewnętrznych oględzin jest niemożliwe. W etapie analizy pracy konstrukcji wykorzystano metodę elementów skończonych, a w etapie identyfikacji uszkodzenia wykorzystano algorytm ewolucyjny, tak aby określić globalne minimum funkcjonału identyfikacyjnego.

EN

In this paper the identification problem of damage of disk reinforcing fibers is considered. It was assumed that reinforcing material is distributed along lines of arbitrary shape and material parameters, and then the fiber properties, are much higher then matrix ones. Furthermore, it was assumed that the fibers are covered with matrix material so that their damage is invisible during visual inspection of a structure. In analysis step of the structure behaviour the finite element method was used. In synthesis step, based on optimization algorithm, evolutionary algorithm was used for finding the global minimum of identification functional.

12

Symulacyjne metody identyfikacji uszkodzeń w konstrukcjach mechanicznych

Dems K., Turant J., Witczak D.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2006

|

Vol. 5, Nr 1

5-18

PL

W pracy przedstawiono ważny z praktycznego punktu widzenia problem identyfikacji uszkodzeń konstrukcji mechanicznych. Zaprezentowane metody identyfikacji bazują na mechanizmach korelujących wybrane parametry konstrukcji modelowej i rzeczywistej. Na etapie analizy wybranych cech modelu wykorzystano metodę elementów skończonych. Na tym etapie badań nie przeprowadzono pomiaru wielkości charakterystycznych dla przyjętych sposobów identyfikacji na rzeczywistym obiekcie lecz symulowano go numerycznie. W celu urealnienia symulowanych pomiarów zaburzono je losowo rozłożonym błędem pomiaru. Ze względu na polimodalny charakter funkcjonałów identyfikacyjnych został zaproponowany ewolucyjny mechanizm optymalizacyjny jako najpewniejsze narzędzie minimalizacji.

EN

The paper deals with problem of damage identification in mechanical structures. The presented methods are based on correlational mechanisms for chosen parameters of real and model structure. To determine proper parameters of structure behaviour the finite element method was chosen. On this stage of research the measurements of a real structure were simulated numerically based on randomly noised response of the model. With respect to suspected polimodal character of identification functionals an evolutionary algorithm was proposed as reliable tool for solving these types of problems.

13

Optymalne projektowanie kształtu żeber w płytach

Dems K., Turant J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej. Budownictwo Lądowe

|

2006

|

nr 58

231-238

EN

In the paper, the sensitivity analysis and optimal design of plates with reinforcing ribs is considered. The reinforcements are introduced along some lines for which shape parameters should be determined, so that the plate would be the best from the chosen point of view. First the sensitivity analysis with respect to shape properties of reinforcement is performed using adjoint approach. Next the relevant optimality conditions are formulated and some illustrative examples are presented.

14

Optymalne projektowanie tarcz wzmacnianych równomiernie rozłożonymi żebrami

Dems K., Turant J.

Modelowanie Inżynierskie

|

2006

|

T. 1, nr 32

105-112

PL

W pracy rozpatrywany jest problem optymalnej dystrybucji materiału wzmacniającego w konstrukcjach tarczowych. Założono, że rozkład materiału wzmacniającego następuje wzdłuż linii o dowolnym kształcie, które tworzą linie funkcjonalnie odpowiadające żebrom. W etapie analizy konstrukcji wykorzystano metodę elementów skończonych, a w etapie syntezy wykorzystano hybrydowy algorytm ewolucyjny, w którym zastosowano gradientowe metody uczenia się osobników populacji macierzystej.

EN

In the paper the problem of reinforcing material distribution in disk like structures is considered. It was assumed that reinforcing material is distributed along lines of arbitrary shape corresponding functionally with ribs. In analysis step of the structure behaviour the finite element method was used. In synthesis step, based on optimization algorithm, hybrid evolutionary algorithm was used, in which gradient learning methods of parent population individuals were incorporated. The presented approach was illustrated with some examples of optimal design of reinforcements in disks loaded in their plane.

15

Modalna identyfikacja uszkodzeń konstrukcji wspomagana reanalizą

Turant J.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 23

427-432

PL

Praca poświęcona jest identyfikacji uszkodzeń w konstrukcjach mechanicznych. Identyfikacja uszkodzeń oparta jest na zmianach postaci drgań własnych konstrukcji pozyskiwanych w wyniku pełnej jak i przybliżonej analizy modalnej. Ze względu na charakter zjawiska w procesie minimalizacji funkcjonału identyfikacyjnego wykorzystano ewolucyjny algorytm optymalizacyjny.

EN

The paper deal whit damage identification of structure. The process of identification is based on free vibration characteristics changes. The characteristics are obtained during modal analysis and/or reanalysis. Minimizing the identification functional evolutionary algorithm was used whit respect to the character of phenomenon.

16

Numerycznie wspomagane optymalne projektowanie konstrukcji z podatnymi łącznikami

Turant J.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2001

|

Vol. 1, Nr 1

39-49

17

Sensitivity and Optimal Design of Softening Interfaces in Composite Disks

Turant J., Dems K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2001

|

Vol. 9, no. 3 (34)

36--40

EN

In this paper the influence of modification of the shape and material parameters of the softening interface on the behaviour of a disk is considered. The quality of the disk with softening interface is measured by an arbitrary behavioural functional. When looking for a better design of disk, the gradient optimality procedure is used where the sensitivities of the objective functional considered are obtained using either adjoint or direct approaches to sensitivity analysis. Some numerical examples justify the validity of the proposed procedure.

PL

W pracy jest rozważana analiza wrażliwości i optymalne projektowanie tarcz z interfejsami osłabiającymi. Interfejsy te mogą być utworzone przez naturalne lub syntetyczne materiały wprowadzone wzdłuż pewnych linii na wskroś grubości tarczy. Parametry materiałowe interfejsu są niższe niż materiału konstrukcji podstawowej. W pracy najpierw przedstawiono analizę wrażliwości osłabień, zarówno metodą bezpośrednią jak i metodą układów sprzężonych, ze względu na kształt i parametry materiałowe interfejsu. Następnie sformułowano odpowiednie warunki optymalności i zaprezentowano kilka przykładów optymalnego projektowania kształtu linii osłabień w konstrukcjach tarczowych.

18

Sensitivity and Optimal Design of Reinforcing Interfaces in Composite Disks

Turant J., Dems K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2001

|

Vol. 9, no. 1 (32)

57--62

EN

In this paper, the sensitivity analysis and optimal design of disks with reinforcing interfaces is considered. The reinforcements can be made of either natural or synthetic textile as well as of other materials, and are introduced along some lines within the disk domain throughout its thickness. The mechanical properties of interface are stronger than the properties of the disk. First a sensitivity analysis with respect to the shape and cross sectional properties of the reinforcement is performed using both direct and adjoint approaches. Next the relevant optimality conditions are formulated and some illustrative examples are presented.

PL

W pracy rozpatrzono analizę wrażliwości i optymalne projektowanie wewnętrznych wzmocnień w kompozytowych tarczach. Wzmocnienia w postaci przekładek o właściwościach mechanicznych znacznie przewyższających właściwości materiału tarczy, mogą być wykonane z tekstyliów z włókien naturalnych lub sztucznych lub też z innych materiałów. Analiza wrażliwości, z uwagi na kształt i własności przekładek, zo¬stała przeprowadzona przy wykorzystaniu metody bezpośredniej i metody układów sprzężonych. Sformułowane zostały warunki konieczne optymalnego kształtowania wzmocnień. Wykorzystanie otrzymanych warunków optymalności zilustrowano przykładami poszukiwania optymalnego kształtu przekładek włóknistych.

19

Numerically based sensitivity analysis and optimal design for disks with fiber and separator lines

Turant J.

Zeszyty Naukowe. Włókiennictwo / Politechnika Łódzka

|

2000

|

z. 58

331-340

EN

In many humane build structures the constant need of copying the nature is clearly noticed. The structures of leafs or insect wings can be the good examples of optimal reinforcements and animal shells consisting of rigid elements bounded by elastic lines are the next from thousands proves of strong heterogeneity of natural structures. The demand of building light and durable structures causes very often designing numerous reinforcing and/or weakening lines in structure domain. When the main goal is proper redistribution of stress field, caused by working load, the usual solution is a structure reinforced with ribs. There are a lot of reasons, excluding working load, which can effect on state of stress in a structure. Some of them are results of the technology conditions during manufacturing process, the others can be caused as a result of improper assembly or can be introduced by thermal phenomena. Predicting the problems, to achieve the lower stress level, we can introduce slip or hinge lines into structure domain in order to redistribute stresses. However we have to remember that improperly introduced kinematic discontinuities can cause worse working conditions then existing ones for continuous structure. Consequently, an optimal design of reinforcing and weakening lines seems to be immensely important.