Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelling friction phenomena in the dynamics analysis of forest cranes

Urbaś A., Szczotka M.

Engineering Transactions

|

2016

|

Vol. 64, iss. 4

393--400

EN

A dynamics analysis of a forest crane, with a special consideration of friction in joints, is considered. The LuGre friction model is applied in all revolute and prismatic joints of the crane. A load handling simulation is performed for a typical operation. Various friction factors and loading conditions are examined. As shown, friction phenomena plays a significant role when defining loads acting on crane elements.

2

System wspomagający “LARS” do obsługi urządzeń wydobywczych z dna morskiego

Szczotka M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 12

733--738

PL

Wiele istotnych, rozpoznanych zasobów metali rzadkich znajduje się w miejscach styku płyt kontynentalnych. Dochodzi tam do podwodnych erupcji, w wyniku których materiały transportowane są z wnętrza ziemi i osadzają się tworząc charakterystyczne formy. Metale te, znajdujące się na dnie mórz i oceanów, mogą być dostępne przy użyciu metod i technologii opracowanych dla przemysłu wydobycia ropy naftowej i gazu. Ich potencjalne wydobycie przeważnie oznacza konieczność prac na głębokości kilku kilometrów, stwarzając jednocześnie szereg wyzwań dla znanych metod i istniejących konstrukcji. W artykule przedstawiono system wspomagający operacje opuszczania i podnoszenia przy użyciu specjalistycznego systemu LARS (Launch and Recovery System), zaprojektowanego i wykonanego dla potrzeb transportu maszyn wytwarzających urobek z osadów wulkanicznych na dnie morza. Koszty oraz rozmiary tych urządzeń są znaczne, co wymusiło przyjęcie możliwie prostej konstrukcji sprzętu dźwigowego. Od bezawaryjnej pracy całego systemu zależy m.in. rentowność przedsięwzięcia, stąd próba opracowania układu wspomagającego operatora, zastępującego bardziej zaawansowane rozwiązania. Celem tego systemu jest wskazanie możliwości poderwania ładunku z dna lub posadowienia na nim urządzenia wydobywczego w taki sposób, aby nie dopuścić do niekontrolowanego kontaktu z dnem, do którego może doprowadzić ruch jednostki pływającej. Przedstawiono opis założeń systemu oraz przykładowe wyniki obliczeń.

EN

Launch and recovery system (LARS) for a deep see mining application is considered in the paper. As the exploration of rare metals is stepping into a new phase consisting deep sea locations, the technology ap plied on such installations will be challenged. All systems must be reliable due to operational reasons, but also the safety of crew must be taken into account. As the presented LARS is not equipped with any of advanced load positioning systems (like AHC), a custom made software and model is used in order to aid both with lifting and lowering operations. The primary goal is to avoid uncontrolled contacts between subsea mining tools and the seafloor, which can be an issue during touch-down and lift-off operations. Such accidents may occur as the result of ship movements due to waves and winch speed limitation. Description of the system as well as some example results are presented.

3

The influence of a shock absorber on dynamics of an offshore pedestal crane

Krukowski J., Maczyński A., Szczotka M.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2012

|

Vol. 50 nr 4

953-966

EN

Offshore pedestal cranes are devices installed on offshore platforms or vessels. A characteristic feature of any floating object is the significant movement caused by sea waving. These movements cause that the offshore cranes are exposed to dynamic loads reasonably higher than structures of similar operational parameters but operated on land. Therefore, they are equipped with special systems for overload reduction. One of them is the shock absorber. The paper presents a mathematical model of an offshore pedestal crane with a shock absorber. Results of numerical simulations are presented to assess the effectiveness of the shock absorber in conditions when large dynamic overloads occur.

PL

Żurawie montowane na statkach i platformach należą do grupy najczęściej wykorzystywanych urządzeń związanych z techniką morską. W procesie projektowania struktury i doboru mechanizmów napędowych tych maszyn szczególną uwagę poświęca się znaczącym ruchom unoszenia spowodowanym falowaniem morza. Ponieważ prace przeładunkowe muszą być wykonywane w warunkach intensywnego falowania, żurawie te są poddane znacznie większym siłom dynamicznym, niż odpowiadające im żurawie pracujące w warunkach lądowych. Są one wyposażane w różne systemy anty-przeciążeniowe, redukujące gwałtowne siły dynamiczne pojawiające się w trakcie podnoszenia ładunku. Jednym z takich układów jest urządzenie działające na zasadzie podobnej do amortyzatora. W pracy zaprezentowano model matematyczny umożliwiający przeprowadzanie analiz dynamicznych żurawi offshore wyposażonych w systemy anty-przeciążeniowe. Wykonano przykładowe symulacje numeryczne obrazujące efektywność działania układu w trakcie przykładowej operacji podnoszenia ładunku w warunkach powodujących znaczące przeciążenia liny nośnej.

4

Modelowanie i analiza układu do obsługi modułów instalowanych na dnie morza

Szczotka M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2011

|

z. 78

85-96

PL

W pracy przedstawiono model układu przeznaczonego do instalacji offshore modułów niezbędnych do transportowania ropy i gazu z odwiertów w dnie morskim. System jest montowany na specjalnych jednostkach pływających, wyposażonych w układy dynamicznego pozycjonowania. Jednym z istotniejszych elementów układu jest system AHC (Active Heave Compensation), który kompensuje ruchy statku spowodowane falowaniem. Zastosowano uproszczony układ pneumatyczno-hydrauliczny, wraz z odpowiednimi algorytmami sterowania pracą wciągarek. Ładunek jest opuszczany na dno za pomocą wciągarki z kompensacją. Zamodelowano również dodatkowe liny prowadzące ładunek. Przedstawiono wyniki przykładowych obliczeń numerycznych, dla układu pracującego w zadanych warunkach, przy włączonym oraz wyłączonym układzie prowadzenia modułu w trakcie instalacji.

EN

Dedicated, multi-purpose module handling system (MHS) is presented in the paper. Typically such equipment is assembled on a special offshore vessel, performing various construction works related to subsea field developments. Special modules (for example pumps, compressors, special tanks) are lowered towards the seabed and need to be positioned precisely on defined foundation. This is possible thanks to the application of the guide wires and an AHC (Active Heave Compensation) system. The module handling system is useful tool in the case of strong sea currents. When the module has to be lowered directly into a precise location on the seabed, general, offshore crane cannot be used easily. In this case, the MHS is far better solution. A simplified mathematical model of the system is shortly presented in the article, together with some example simulation results. The influence of the guide wires on the behavior of a load is presented through the results.

5

Aktywna kompensacja falowania w urządzeniu offshore przy sterowaniu wykorzystującym sztuczną sieć neuronową

Szczotka M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 6

593-596

PL

W artykule przedstawiono przykładowe rozwiązanie układu kompensującego ruchy statku wywołane falowaniem morskim. Zastosowano sterowanie w układzie zamkniętym, wykorzystując przy tym sztuczne sieci neuronowe. W analizowanym systemie lina jest prowadzona z wciągarki umiejscowionej na pokładzie jednostki, poprzez system krążków na A-ramie. Kompensacja ruchów statku bądź platformy umożliwia precyzyjne umieszczanie ładunku na dnie morza. Głównym komponentem odpowiedzialnym za eliminację ruchu ładunku jest system AHC wykorzystujący specjalny siłownik poruszający krążki i zmieniający długość liny. Zaproponowano prosty model umożliwiający symulacje układu w warunkach falowania oraz przeprowadzono przykładowe obliczenia.

EN

An offshore equipment with heave compensation system is presented in the paper. A simplified mathematical model allows studying the motion of the load when lowering towards seabed. During wavy sea, the load oscillations generated by a moving base (vessel, platform) make it very difficult to install a subsea unit on the seabed. Costly equipment has to be treated in a special way: an AHC system must be used in order to prevent the modules from damage. An example system presented is based on an A-frame, mounted in mid-ship over the moon pool and a winch system. In-line mounted compensator on the cross beam is considered. The rope length is controlled by application of a set of moving sheaves. Lagrange equations of the second order are applied in order to derive the equations of motion. The load is assumed to be a point mass, having three degrees of freedom. The rope model takes into account stiffness and damping. Motion of the vessel is assumed to be known. Dynamic optimisation enabling determination of the drive functions is defined. The optimal drive function realises the desired motion of the compensation cylinder, which minimises the load movement. Even for a simple and very efficient model, it is not possible to find an optimal course of AHC cylinder stroke in real-time. Therefore the optimisation is used further to generate a set of basic functions minimising the load movement for a defined weather window. A neural network is introduced, having used the generated base as learning data for the network teaching process. Then the neural network can be applied to simulations as an open loop controller, thanks to generalisation properties of the network. In order to improve the quality of compensation, a closed loop control system composed of a digital PID controller and the neural network is applied. Some numerical results are presented. The method de-scribed can be used in real-time, thus it is possible to implement it in practice.

6

Wpływ parametrów eksploatacyjnych na stabilność pracy urządzenia offshore do instalacji rurociągów

Szczotka M.

Napędy i Sterowanie

|

2010

|

R. 12, nr 2

94-98

PL

W pracy przedstawiono płaski model urządzenia służącego do instalacji rurociągów na dnie morza. Kompletny system montowany jest na statku i składa się z dwóch głównych komponentów: bębna z układem napędowym, na który nawija się stalowe rury lub inne elementy (np. kable, wiązki elastyczne), oraz specjalnej rampy stanowiącej element prowadzący i kontrolujący siły i prędkości podczas układania rur. Model matematyczny urządzenia opisujący statykę i dynamikę sformułowano stosując modyfikację metody sztywnych elementów skończonych. Przedstawione wyniki obliczeń symulacyjnych pokazują wpływ parametrów użytkowych oraz środowiskowych na stabilność pracy jednostki. Poprzez dobór parametrów pracy urządzenia, a także sztywności w układzie rampy, możliwe jest oddziaływanie (w pewnym stopniu) na siły działające na rurę i układ napędowy. Daje to możliwość lepszego dostosowania pracy maszyny do aktualnych warunków morza, a tym samym poprawę bezpieczeństwa obsługi.

EN

Planar model of an offshore pipe laying equipment is presented in the paper. The system is mounted on a vessel and consist of two main subsystems: a big reel with its drive, used to store the spooled pipe or other elements (like a cable or umbilical), and a specially designed lay ramp, utilized as a guiding structure and a drive-control unit, ensuring desired laying speed and tension force. The mathematical model of the system has been developed using a modification of the rigid finite element method. The paper presents computer simulation results, showing the influence of a few basic operational as well as environmental parameters on the stability of the pipe laying process. It is shown that the system is generating high loads on the unspooled pipe. Each change of the operational parameter analyzed can have a strong influence on the behavior, but doesn't eliminate the problem with large variation of the tension force.

7

Simulation of an ahc system during offshore installation

Szczotka M.

Logistyka

|

2010

|

nr 2

EN

An active heave compensation system (AHC) is described in the paper. Active control enables us to compensate vertical vessel motions generated by sea waves. Such systems are used on a special offshore installations and construction vessels, performing the necessary work related to subsea field exploration. The most common AHC systems are based on an application of winches. Among many possible solutions, an electric drive is often used in order to control the speed and the moment, by the application of a frequency converter. The simple control system presented in the paper allows its real-time application on an onboard PC and through a PLC software. The system is implemented and operates currently on an offshore pipelay vessel.

PL

W pracy przedstawiono aktywny układ kompensacji falowania (AHC). Aktywne sterowanie układu napędowego urządzenia pozwala na kompensację pionowych ruchów jednostki pływającej, spowodowanych falowaniem morza. Systemy te są montowane na specjalnych jednostkach przeznaczonych do instalacji i prac konstrukcyjnych offshore, wymaganych dla uruchomienia produkcji i eksploatacji podwodnych pól naftowych lub gazowych. Najczęściej systemy te są wbudowane w układy wciągarek. Spośród wielu możliwych rozwiązań, w pracy przedstawiono napęd za pomocą silników elektrycznych, które przekazują odpowiedni moment i prędkość, dzięki zastosowaniu falownika. Prosty układ sterujący, zastosowany w modelu pozwala na implementację systemu w komputerze pokładowym na statku za pomocą PLC. Zaproponowany układ kompensacji został wykonany i jest obecnie używany na jednym ze statków do instalacji rurociągów na dnie morza.

8

Instalacja elementów infrastruktury offshore z dedykowanym układem MPHS

Szczotka M.

Logistyka

|

2010

|

nr 4

CD-CD

PL

W pracy przedstawiono model układu przeznaczonego do instalacji offshore modułów niezbędnych do transportowania ropy i gazu z odwiertów w dnie morskim. System jest montowany na specjalnych jednostkach pływających, wyposażonych w układy dynamicznego pozycjonowania. Jednym z istotniejszych elementów układu jest system AHC (Active Heave Compensation), który kompensuje ruchy statku spowodowane falowaniem. Zastosowano uproszczony układ pneumatyczno-hydrauliczny, wraz z odpowiednimi algorytmami sterowania pracą wciągarek. Ładunek jest opuszczany na dno za pomocą wciągarki z kompensacją. Zamodelowano również dodatkowe liny prowadzące ładunek. Przedstawiono wyniki przykładowych obliczeń numerycznych, dla układu pracującego w zadanych warunkach, przy włączonym oraz wyłączonym układzie prowadzenia modułu w trakcie instalacji.

EN

A multi-purpose module handling system (MPHS) is presented in the paper. It is assembled on a special offshore construction vessel, performing various services related to subsea installations. Modules lowered towards the seabed are positioned precisely thanks to application of guide wires and an AHC (Active Heave Compensation) system. The MPHS is especially useful tool in the case of strong sea currents, when the module has to be lowered directly into a spot in seabed. A mathematical model of the system is shortly presented as well as some simulation results. The influence of guide wires is demonstrated, by comparing the load location during a subsea lift.

9

Dynamika kabli i rur instalowanych na dnie morza

Szczotka M.

Logistyka

|

2010

|

nr 6

PL

Praca jest poświęcona modelowaniu procesu instalacji elementów do transportu zasobów naturalnych (na przykład ropy lub gazu) przy użyciu rurociągów umieszczonych na dnie morza. Model może być również adoptowany do obliczeń dotyczących instalacji kabli (elektrycznych lub komunikacyjnych). Zbudowano model matematyczny urządzenia, którego podstawowymi elementami są jednostka pływająca i opis jej ruchu oraz rurociąg/kabel, których podatność (w wyniki instalacji podlegają dużym odkształceniom) uwzględniono dzięki użyciu metody elementów skończonych. Opracowano autorskie oprogramowanie, które umożliwia przeprowadzanie obliczeń trzema typowymi metodami instalowania rurociągów: bębnową, J-lay oraz S-lay. Zaprezentowano wyniki przykładowych eksperymentów numerycznych wykonanych dla układu stosującego metodę J-lay.

EN

The paper deals with modelling of a typical installation process for a subsea infrastructure required in transportation of natural resources (such as oil and gas), by mean of pipelines constructed on the seabed. A model developed can be adopted to analysis of cables (used in power transmission or communication) installations as well. The mathematical model contains two main parts: a vessel, with description of its motion and pipeline/cable model, which flexibility (due to specific installation procedure large deformations develop) has been taken into account by mean of the rigid finite element method. An own simulation software has been developed, which allows an analysis to be performed for three different commonly used methods: the reel method, J-lay and S-lay methods. Example simulation results have been presented, performed for a J-lay system.

10

Analysis of movement of the bop crane under sea weaving conditions

Urbaś A., Szczotka M., Maczyński A.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2010

|

Vol. 48 nr 3

677-701

EN

In the paper, mathematical models for dynamic analysis of a BOP crane under sea weaving conditions are presented. The BOP crane is a kind of gantry crane. It is installed on drilling platforms and used for transportation of the Blowout Preventor (BOP). The most important features characterising its dynamics are: motion of the crane base caused by sea weaving, clearance in the supporting system (between the support and rails), impacts of the load into guides and a significant weight of the load. In order to investigate dynamics of the system, its mathematical model taking into consideration all these features has been formulated. Equations of motions have been derived using homogenous transformations. In order to improve numerical effectiveness of the model, the equations have been transformed to an explicit form. The input in the drive of the travel system has been modelled in two ways: the kinematic input via a spring-damping element and the force input. Exemplary results of numerical calculations are presented.

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny umożliwiający analizę dynamiczną żurawia BOP w warunkach falowania morskiego. Żuraw BOP stanowi rodzaj suwnicy bramowej. Instalowany jest na platformach wydobywczych i przeznaczony do transportu zespołu zaworów BOP (Blowout Preventor). Do najważniejszych czynników wpływających na jego dynamikę należą: ruch podstawy wywołany falowaniem morza, luzy występujące w połączeniu torowiska z suwnicą, uderzenia ładunku o prowadnice oraz znaczna masa ładunku. W celu przeprowadzenia analiz dynamicznych opracowano model obliczeniowy urządzenia uwzględniający powyższe czynniki. Równania ruchu układu sformułowano przy zastosowaniu metody transformacji jednorodnych. W celu poprawy efektywności numerycznej modelu, wykonano przekształcenia umożliwiające przedstawienie równań w sposób jawny. Wymuszenie w układzie napędu jazdy modelowano dwoma sposobami: jako wymuszenie kinematyczne poprzez element sprężysto-tłumiący oraz jako wymuszenie siłowe. Zaprezentowano przykładowe wyniki obliczeń numerycznych.

11

Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych w doborze funkcji napędowych żurawi na podatnym podłożu

Urbaś A., Szczotka M.

Acta Mechanica et Automatica

|

2010

|

Vol. 4, no. 1

101-107

PL

W artykule przedstawiono model dynamiczny układu żurawia chwytakowego posadowionego podatnie. Model posłużył do wykonania optymalizacji dynamicznej celem doboru funkcji napędowych ruchu obrotu i wysięgu zapewniających ruch ładunku po zadanej trajektorii (okręgu) oraz stabilizację ładunku po zatrzymaniu, mimo podatności podparcia. Ze względu na długi czas obliczeń optymalizacyjnych, model jest mało przydatny do sterowania układem w czasie rzeczywistym. Zastosowano zatem metodologię sztucznych sieci neuronowych, które generują odpowiedź dla układu sterowania w czasie znacznie krótszym.

EN

The paper presents the application of the neural network to real-time control of drive characteristics. The mathematical model of the crane, which is flexibly supported, is considered. The problem of finding an optimal drive function can be solved by mean of the classic optimisation methods. However, due to long calculation time, this approach can not be applied in the crane control tasks in practice. Utilising the advantage of neural networks (fast response, ability to generalisation), we are able to obtain the courses of drive functions in the real-time. A well trained network can be then used also for other inputs, than those used during the training task. Some example of simulations have been presented in the article.

12

Modelowanie dynamiki rurociągów offshore instalowanych metodą J-lay

Szczotka M.

Acta Mechanica et Automatica

|

2010

|

Vol. 4, no. 3

130-137

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny umożliwiający analizę dynamiki procesu układania rur na dnie morskim przy określonym falowaniu. W procesie dyskretyzacji rurociągu wykorzystano metodę sztywnych elementów skoń- czonych. Proponowane sformułowanie bazuje na uzewnętrznieniu sił wewnętrznych, spowodowanych odkształceniami materiału i uwzględnieniu ich w równaniach ruchu jako sił zewnętrznych. Pozwala to na stosowanie nieliniowych charakterystyk materiałowych w przypadku wystąpienia odkształceń plastycznych. Zakładano kinematyczne wymuszenie ruchu jednostki pływającej, na której zamontowane są urządzenia do instalowania rurociągów. W modelu zasymulowano oddziaływanie dna oraz wody na elementy skończone. Stosowano zależności empiryczne, opracowane dla elementów smukłych. Wyniki symulacji przedstawiają poziom sił generowanych w trakcie układania rurociągów oraz wpływ falowania i prądów morskich na zachowanie się układu.

EN

The paper presents mathematical models developed for dynamic analysis of an offshore pipeline installation under wavy sea conditions and currents. The rigid finite element method has been applied in order to discretize the pipeline. Internal forces due to material deformation are treated as the external loads, which allow a nonlinear material characteristics to be taken into account. In order to define the motion of the surface vessel, a kinematic input has been assumed. Typical RAO’s of an offshore construction vessel have been applied. The soil-pipe interaction, as well as fluid-pipe interaction are considered in models analysed. In both interactions a semi-empirical formulation have been applied. Fluid-structure interaction is based on the Morison equation for slender members, while the DNV’s rules are used for the soil modelling. Numerical simulations have been performed and the results attached show the level of forces during installation. Wave and current loads are investigated, as well as different pipe diameters. Some validation of the programme developed has been presented, too. A planar model of a riser is investigated in the ANSYS environment which forms the basis for indirect verification of the method.

13

Mathematical model of a pipelay spread.

Szczotka M., Wojciech S., Maczyński A.

Archive of Mechanical Engineering

|

2007

|

Vol. LIV, nr 1

27-46

EN

The paper presents the mathematical model of a pipelay spread. In the model, elasto-plastic deflections of the pipe, its large deformations and contact problems are considered. The modification of the rigid finite element method (REFM) is used to discretise the pipe. The problem is analyzed in two stages. First, the quasi-static problem is considered. The tip of the pipe is pulled from the reel to the tensioner. Then, dynamic analysis (during ordinary work) of the pipelay spread is carried out. Some results of numerical calculations are presented.

PL

W pracy przedstawiono matematyczny model urządzenia do układania rur na dnie morza. W modelu uwzględniono sprężysto-plastyczne odkształcenie rury, jej duże odkształcenia oraz zjawiska kontaktowe. Do dyskretyzacji rury zastosowano zmodyfikowaną metodę sztywnych elementów skończonych. Analizę przeprowadzono w dwóch etapach. Najpierw rozważano zagadnienie quasi-statyczne przemieszczenia końca rury z bębna do napinacza. Następnie wykonano analizę dynamiczną pracy urządzenia w trakcie jego normalnej pracy. Zaprezentowano wybrane wyniki obliczeń numerycznych.

14

Analiza numeryczna dynamiki pojazdu : model matematyczny oraz jego weryfikacja

Szczotka M.

Archiwum Motoryzacji

|

2005

|

Nr 3

249-268

PL

W pracy przedstawiono model pojazdu zbudowany przy wykorzystaniu metody przekształceń jednorodnych i współrzędnych złączonych. Umożliwia ona wprowadzenie równań ruchu mechanicznych układów wieloczłonowych, przy stosowaniu podejścia, polegającego na przedstawieniu ruchu ciał jako ruchu względnego. Formalizm ten różni się od powszechnie stosowanych metod wykorzystujących współrzędne absolutne i równania więzów, które są określone dla typowych, stosowanych w pojazdach połączeń. Równania ruchu otrzymano w oparciu o równania Lagrange.a II rodzaju. Model matematyczny pojazdu, uwzględnia jego złożoną strukturę, oraz układ napędowy, który zbudowano w dwóch wersjach: jako klasyczny (silnik z mechanizmem różnicowym) oraz napęd niezależny. W drugiej części artukułu przedstawiono wyniki obliczeń, które uzyskano przy pomocy własnego oprogramowania. Wyniki obliczeń zweryfikowano poprzez ich porównanie z wynikami uzyskanymi z: badań, wykonanych na rzeczywistym obiekcie oraz przy użyciu pakietu MSC.ADAMS. Przedstawiono również wnioski, charakteryzujące zalety i wady proponowanego podejścia.

EN

The paper presents the model of small vehicle (of the class A) dynamics. The strustural models of suspensions, the steering and drive systems in two versions are presented. The homogenous transformations and joint coordinates as well as Lagrange second order equations were applied in order to derive equations of motion. Special attention was paid to modelling of closed kinematic chains. In the method (based on joint coordinates), that situation takes place, when joint equations have to be formulated. In second part of the paper, some verification of the models and developed computer programm are presented. In the first step direct road measurements were carried out (comparison between calculated and measured accelerations of car elements while passing obstacles are compared). In second step, indirect verification is proposed: adecuate model of the vehicle in the MSC.ADAMS environment was developed and another simulations were performed. In both direct and indirect verifications, acceptable correspondence was archieved.

15

Modelowanie dynamiki pojazdów z wykorzystaniem własnych modeli oraz systemu MSC.ADAMS

Szczotka M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2004

|

Z. 79

343-350

PL

W pracy przedstawiono własne modele komputerowe przeznaczone do symulacji numerycznych dynamiki pojazdów. Modele uwzględniają strukturę kinematyczną zawieszeń, podatność w układzie napędowym oraz kierowniczym, tarcie suche. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznych dotyczących przejazdu przez przeszkody oraz ruchu po płaskiej nawierzchni. Przeprowadzono również optymalizację momentów napędowych, w wyniku której zminimalizowano odchylenie zamierzonego toru ruchu. Obliczenia wykonane własnym programem porównano wynikami uzyskanymi za pomocą modeli zbudowanych w środowisku ADAMS.

EN

In paper author's own vehicle model and computer program are presented. The main goal of the simulations performed is to compare results with ADAMS package. Models take into account flexibility and dry friction in steering and drive systems as well as the kinematics of front McPherson and rear suspension with trailing arm models. The differences in both models are acceptable, indicates that models and program elaborated are correct. Optimization of drive functions has been carried out as well, in order to improve vehicle's controllability. The calculation results are presented in the paper.

16

O numerycznych aspektach całkowania równań ruchu pojazdów

Wojciech S., Szczotka M.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2004

|

R. 101, z. 7-M/2

699--706

PL

W pracy przedstawiono różne metody rozwiązywania równań różniczkowych ruchu dla układów wieloczłonowych, na przykładzie trzech modeli pojazdów, o różnym stopniu złożoności. Analizie poddano dwa przypadki ruchu pojazdu, i porównano efektywność obliczeniową rozważanych metod numerycznych. Sformułowano wnioski.

EN

In the paper different methods for solving ordinary differentia equations describing the vehicle motion are compared. Three models of a vehicle with different level of complexity are presented. The constant step size, as well as adaptive and stiff methods are applied in computer simulations. The calculations results and conclusions are also presented.

17

Dobór momentów napędowych pojazdu z napędem niezależnym

Szczotka M.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2004

|

R. 101, z. 7-M/2

581--588

PL

W referacie przedstawiono model pojazdu stosowany w optymalizacji, celem której jest dobór momentów napędowych w układzie niezależnym napędzającym tylne koło. Przedstawiono dwa przykładowe zadania, dla których wyznaczono przebiegi funkcji napędowych realizujących ruch zgodnie z założonym torem bez udziału kierowcy, a jedynie za pomocą odpowiednio dobranych przebiegów funkcji napędowych.

EN

The paper presents the results of optimization carried out In order to obtain courses of driving torques of a car with independently driven wheels. Two examples of numerical experiments are presented: when the vehicle is passing over an obstacle by one side wheels, and when it is running over an area with low a adhesion coefficient. In optimization program the simplified model of the car and the Nelder-Mead's method are applied.

18

Model for simulation of vehicle dynamics.

Szczotka M., Wojciech S.

Archive of Mechanical Engineering

|

2003

|

Vol. L, nr 4

347-362

EN

The paper presents a model of a car with special attention given to the drive system. Two possible drive system were considered with standard differential and independent drive of each wheel by means of an electric motor. In both cases, flexibilities of live axle shafts have been taken into consideration. A 3D model of the car was assumed. The model consists of a system of rigid bodies connected one with another by means of elastic-damping elements. The phases of static and kinetic friction were considered in the steering and drive systems. The method of homogenous transformations was used in the mathematical description. The results of computer simulations are presented.

PL

W pracy przedstawiono model pojazdu osobowego wraz z układami przeniesienia napędu oraz układem kierowniczym. Rozważono dwa możliwe układy napędowe: z klasycznym mechanizmem różnicowym oraz niezależny napęd na każde koło poprzez silniki elektryczne. W obu przypadkach uwzględniono podatność półosi napędowych. Model pojazdu jest przestrzenny, stanowi układ ciał sztywnych połączonych ze sobą elementami sprężysto-tłumiącymi. W układzie kierowniczym i napędowym uwzględniono fazy tarcia statycznego i kinetycznego. Do opisu matematycznego wykorzystano metodę przekształceń jednorodnych. Przedstawiono wyniki symulacji komputerowych wykonane przy pomocy programu komputerowego napisanego na podstawie przedstawionych modeli matematycznych.

19

Model samochodu osobowego z uwzględnieniem podatności zawieszeń i układów kierowniczego i napędowego

Szczotka M., Wojciech S.

Prace Naukowe Instytutu Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2002

|

Vol. 85, nr 25

353-358

PL

W pracy przedstawiono model przestrzenny samochodu oraz układu napędowego działającego na tylne koła samochodu. Uwzględniono podatność zawieszeń i opon. Układ napędowy modelowano jako ciąg ciał o bezwładności rotacyjnej, połączonych elementami sprężysto-tłumiącymi. Przyjęto model Dugoffa-Uffelmanna w celu opisania sił i momentów z jakimi nawierzchnia oddziałuje na pojazd. Do wyprowadzenia równań ruchu układu zastosowano równania Lagrange'a. Do obliczenia energii kinetycznej i potencjalnej zastosowano macierze przekształceń jednorodnych. Przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych.

EN

The paper present a computer model which enables vibrations of body, suspensions, wheels and drive system of a vehicle to be taken into account. The equations of motion are obtained by application of homogeneous transformation matrices. A Dugoff-Uffelmann model is used in order to describe contact forces and torques between tires and road surface. The numerical investigations allow us to determine the influence of drive system flexibility on vehicle motion. A series of computational tests have been carried out.

20

Comparison of models for dynamic analysis of a mobile telescopic crane

Maczyński A., Szczotka M.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2002

|

Vol. 40 nr 4

1051-1074

EN

he paper compares two models of a mobile telescopic crane. The first is analytical and uses methods common in manipulator dynamics together with the modal method; the second uses the commercial ADAMS... package. Results of numerical simulations for rotation of the crane upper structure are presented and compared. Models are evaluated in terms of calculation time, possible development and use in crane design.

PL

W pracy przedstawiono porównanie dwóch modeli samojezdnego żurawia teleskopowego. Pierwszy został opracowany na drodze analitycznej przy zastosowaniu metod z zakresu dynamiki manipulatorów z wykorzystaniem metody modalnej, drugi przy użyciu komercyjnego pakietu ADAMS... . Przedstawiono i porównano przykładowe wyniki symulacji numerycznych dla ruchu obrotowego nadwozia żurawia. Dokonano oceny modeli pod względem czasochłonności obliczeń, możliwości ich rozbudowy i zastosowania w projektowaniu żurawi.