W artykule przedstawiono metodę wyznaczania współczynnika tarcia pomiędzy materiałem zgarnianego obiektu i materiałem zastawy, bezpośrednio na przenośniku taśmowym, który następnie wprowadza się jako parametr w programie MES (LSDyna) dla symulacji procesu zgarniania w sortowni zautomatyzowanej. Pomija się w ten sposób konieczność stosowania dodatkowego stanowiska laboratoryjnego do wyznaczania współczynnika tarcia. Ze względu na występującą równowagę sił tarcia, model zjawiska można traktować jako statyczny, w związku z czym pomiar jest bardzo prosty i nie zależny od czasu.
EN
In this paper presents friction coefficient determination method between scraped object's material and fence material, determined directly on the conveyor belt, which then is introduced in the FEM program (LSDyna) for simulation of the scraping process in the automated sorting plant. In this case, the necessity of using an additional laboratory stand to determine the coefficient of friction is omitted. Due to the existing balance of friction forces, the model of the phenomenon can be treated as static, therefore the measurement is very simple and does not depend on time.
W artykule przedstawiono propozycję metody wyznaczania położenia węzłów mechanizmu czworoboku przegubowego realizującego dwa zadane skrajne kąty nachylenia członów. W metodzie tej zastosowano optymalizację numeryczną, w której funkcją celu jest minimalizacja długości członów, a ograniczenia wynikają z zadanych kątów nachylenia tych członów w wybranych położeniach czworoboku przegubowego. W analizie geometrycznej mechanizmu zastosowano podejście, w którym czworobok traktowany jest jako zamknięty wielobok wektorów. Skuteczność proponowanej metody potwierdzono podczas opracowywania przykładowych wariantów realizacji mechanizmu.
EN
The paper presents method for determining the knots position of the four-bar linkage mechanism that realises given tilt angles of the members. In this method, numerical optimization is used in which the objective function is to minimize the length of the members, and the constraints result from the predetermined tilt angles of the members in the selected positions of the four-bar linkage. In the geometrical analysis of the mechanism an approach is used in which the four-bar linkage is treated as a closed polygon of vectors. The effectiveness of proposed method was confirmed during development of exemplary variants of the mechanism.
Artykuł dotyczy wyznaczenia prędkości liniowej bijaka testera zderzeń wykorzystywanego do badań materiałów przeciwwstrząsowych metodą swobodnego spadku. Zaproponowano procedurę wyznaczenia rzeczywistej prędkości liniowej wykorzystując zarejestrowane obrazy przemieszczenia bijaka za pomocą kamery szybkoklatkowej. Wyniki badań wykazują akceptowalną normatywnie powtarzalność. Umiejętność przewidywania prędkości liniowej bijaka tuż przed zderzeniem z badaną próbką pozwoli na uzyskanie wiarygodnych danych o właściwościach dynamicznych materiałów przeciwwstrząsowych.
EN
The paper concerns the determination of the linear velocity of impact tester used for research of the dynamic properties of cushioning materials according of the height of free fall. In proposed method the recorded images of the movement of the impactor with the high speed camera are used. The obtained results are normatively acceptable. Knowledge of the linear velocity allows to obtain reliable results with the impact tester when testing the dynamic properties of cushioning materials.
W artykule przedstawiono model hamowni z pasem ciernym, który wykonano w środowisku Adams. Opracowany model poddano weryfikacji numerycznej ukierunkowanej na analizę reakcji dynamicznych hamowni pojawiających się w przypadku przyłożenia obciążenia zewnętrznego mniejszego oraz większego od mocy badanego silnika. Badania wykonano dla dwóch wybranych sztywności siłomierza hamowni. W efekcie przeprowadzonych badań ustalono, że siłomierz o niepoprawnie dobranej sztywności powoduje powstawanie drgań samowzbudnych, które przyczyniają się do wytworzenia reakcji dynamicznych o bardzo dużych wartościach uniemożliwiających poprawny pomiar mierzonych wielkości.
EN
In the paper the model of the engine test bench with band brake is presented. The model is subject to numerical verifications focused on the analysis of the dynamic reactions of the bench occurring in the case of application of the external load of smaller or bigger than the power of the tested engine. The tests were performed for two selected dynamometer stiffness of the bench. Performed tests show, that the dynamometer of incorrectly selected rigidity contributes to appearance the self-excited vibrations, that cause very big dynamic response, preventing correct measurement of the measured quantities.
Artykuł dotyczy modelowania właściwości dynamicznych elementów przeciwwstrząsowych opakowania w środowisku LS-DYNA. Zaproponowano metodę wyznaczenia charakterystyki dynamicznego ściskania materiału niejednorodnego na podstawie próby swobodnego spadku z zadanej wysokości. Wyniki badań numerycznych i doświadczalnych są zadowalająco zgodne. Zachęcają do dalszego rozwijania metody opisu właściwości dynamicznych materiałów przeciwwstrząsowych, ukierunkowanej na minimalizację nakładu badań doświadczalnych.
EN
The paper concerns the dynamic properties modeling of package cushioning elements in LS-DYNA environment. The method to determine the dynamic compression characteristic of heterogenic material with the use of the free fall test from height was proposed. The numerical results and experimental ones are acceptably congruent. They encourage to further method development to determine the dynamic properties of cushion materials, focused on minimization of experimental research time and cost.
Artykuł dotyczy weryfikacji modeli materiałów występujących w środowiska LS-DYNA, zastosowanych jako materiał przeciwwstrząsowy opakowań, w którym opakowania są poddawane swobodnemu spadaniu na sztywne podłoże. Badanym materiałem przeciwwstrząsowym jest płyta styropianowa EPS, której właściwości zdefiniowano za pomocą dwóch modeli: MAT_LOW_DENSITY_FOAM i MAT_FU_CHANG_FOAM. Najlepszym modelem materiału do tego typu badań jest MAT_LOW_DENSITY_FOAM. Ma on największą zdolność do odwzorowania charakterystyki materiałów przeciwwstrząsowych - reprezentowaną krzywą amortyzacji.
EN
This article concerns verification of material models occurring in LS-DYNA environment used as a package cushioning materials, where a package undergo free fall on rigid surface. Material that was simulated is foamed polystyrene bard EPS, which was defined with two material models: MAT_LOW_DENSITY_FOAM and MAT_FU_CHANG_FOAM. The best material model for this type of research is MAT_LOW_DENSITY_FOAM. It has the best ability to the characteristic projection of the cushioning materials - represented by cushion curve.
Praca dotyczy modelownia oraz symulacji procesu zderzenia opakowania z nieodkształcalnym podłożem w środowisku LS-DYNA. W opakowaniu zastosowano wypełnienie przeciwwstrząsowe wykonane z EPS 100, które zdefiniowano za pomocą modelu *MAT_LOW_DENSITY_FOAM. W celu weryfikacji wyników symulacji przeprowadzono badania eksperymentalne. Środowisko modelowania LS-DYNY może być wykorzystane jako narzędzie wspomagające proces projektowania optymalnych właściwości przeciwwstrząsowych opakowań.
EN
This article concerns about modeling and simulation of impact process with rigid substrate in LS-DYNA environment. In a package was used cushioning fulfillment made of EPS 100, which was defined with model *MAT_LOW_DENSITY_FOAM. The verification of simulation results the experimental research was conducted. The environment modeling LS-DYNA can be used as a tool to assist the design process of optimal properties of cushioning packages.
Artykuł dotyczy badań właściwości mechanicznych prostopadłościennego ładunku jednostkowego metodą swobodnego spadku z wysokości na nieodkształcalne podłoże. Podczas badań ładunek poddawano udarowi każdym narożem, krawędzią i ścianą. Przyspieszenia ładunku (zarejestrowane podczas badań) wykorzystano do wyznaczenia współczynnika restytucji, który następnie poddano aproksymacji za pomocą powierzchni B-sklejanej trzeciego rzędu. Proponowany zapis współczynnika restytucji umożliwia modelowanie i symulację ruchu ładunku jednostkowego podczas zderzenia z przeszkodą w dowolnym kierunku udaru, np. pojawiającym się w procesie automatycznego sortowania lub pozycjonowania.
XX
The paper concerns research of mechanical properties of rectangular unit load with the use of drop test method. While testing, the load was subjected to impact against undeformable ground for each corner, edge and face. The load acceleration (registered during tests of free fall from a height on stiff ground) was used to determine the restitution coefficient, which was approximated by B-spline surface of the third order. The approximation was realized via numerical optimization using SQP gradient method. Proposed representation of restitution coefficient (in 3D space) enables modelling and simulation of unit load motion while impact against an obstacle in any direction of contact e.g. appearing in the automatic sorting or positioning process.
Artykuł dotyczy wyznaczenia wykresu krzywej amortyzacji dla materiału przeciwwstrząsowego wykorzystując środowisko LS-DYNA. Badanym materiałem przeciwwstrząsowym jest płyta styropianowa EPS 100, której właściwości zdefiniowano za pomocą modelu *MAT_LOW_DENSITY_FOAM. Środowisko modelowania LS-DYNY może być wykorzystane jako narzędzie wspomagające proces wyznaczania krzywych amortyzacyjnych.
EN
This article concerns determination of cushion curve for cushioning material using LS-DYNA environment. Material that was simulated is foamed polystyrene bard EPS 100, which was defined with *MAT_LOW_DENSITY_FOAM model. The LS-DYNA modeling environment can be used as a tool to assist the determine process of cushion curve.
Artykuł dotyczy modelowania zjawiska zderzenia ładunków jednostkowych z nieodkształcalnym podłożem oraz podatną przeszkodą (sprężystą belką). Model teoretyczny udaru opracowano w środowisku LS-DYNA. Charakterystykę dynamicznego ściskania, wymaganą w modelu materiału struktury przeciwwstrząsowej opakowania, wyznaczono drogą optymalizacji, na podstawie wyników badań doświadczalnych swobodnego spadku na nieodkształcalne podłoże. Wartości maksymalnych przyspieszeń wyznaczone na podstawie modelu teoretycznego są większe niż uzyskane na podstawie badań doświadczalnych. Rozbieżność ta powoduje, że nowoprojektowane opakowania będą przewymiarowane – powiększając poziom bezpieczeństwa chronionych produktów. Dalsze badania będą zorientowane na poszukiwanie modeli materiałów i ich parametrów, tak by uzyskać większą zgodność pomiędzy wynikami badań numerycznych i eksperymentalnych.
EN
The paper concerns impact process modelling against undeformable ground and flexible obstacle (elastic beam). Theoretical impact model was worked out in LS-DYNA environment. The dynamic compression characteristic, required in the material model of antyimpact package structure was determined by means of optimization, basing on experimental test results of free fall on undeformable ground. Maximum accelerations determined basing on theoretical model are bigger than obtained on the basis of experimental tests. These discrepancy causes, that the new designed packages will be oversized – increasing the safety level of protected products. Next research should be oriented on material models and their parameters seeking, to obtain bigger compatibility between the numerical and experimental test results.
Artykuł dotyczy wyznaczenia krzywej amortyzacji dla materiału przeciwwstrząsowego dla różnych grubości materiału za pomocą pojedynczej krzywej naprężenia w funkcji odkształcenia p(ε)wykorzystując środowisko LS-DYNA. Polega ono na wyborze funkcji p(ε) przy różnych obciążeniach statycznych uzyskanych badań eksperymentalnych z największą wartością obciążenia dynamicznego ściskania. Następnie posłużono się punktami tejże krzywej w celu utworzenia krzywej b-sklejanej za pomocą optymalizacji numerycznej. Badanym materiałem przeciwwstrząsowym jest polistyren spieniony (EPS), którego właściwości zdefiniowano za pomocą modelu *MAT_LOW_DENSITY_FOAM. Środowisko modelowania LS-DYNY może być wykorzystane jako narzędzie wspomagające proces wyznaczania krzywych amortyzacyjnych, jak również zachęcić do dalszego rozwijania metody opisu właściwości dynamicznych materiałów przeciwwstrząsowych, ukierunkowanej na minimalizację nakładu badań doświadczalnych.
EN
The paper concerns determination of cushion curve for cushioning material of different thickness with the use of single curve of compressive stress in a function of strain p(ε) applying LS-DYNA environment. It depends on the choosing the function p(ε) at different static loads obtained from experiment with the largest value of dynamic load compression. Subsequently, the points of that curve was used to create the b-spline curve using numerical optimization. Material that was simulated is a foamed polystyrene (EPS), which was defined with *MAT_LOW_DENSITY_FOAM model. The LS-DYNA modeling environment can be used as a tool to aid the determination process of cushion curve, as well to encourage the further development of methods for describing the dynamic properties of cushioning materials, focused on minimizing the experimental effort.
W artykule przedstawiono propozycję zastosowania powierzchni B-spline trzeciego stopnia w aproksymacji wyników badań doświadczalnych udaru ładunków jednostkowych. Przyspieszenia powstające podczas prób swobodnego spadku ładunku z wysokości na nieodkształcalne podłoże rejestrowano trójosiowym czujnikiem przyspieszeń zamontowanym we wnętrzu badanych obiektów. Aproksymację zrealizowano za pomocą optymalizacji numerycznej wykorzystując metodę gradientową SQP. Zmiennymi decyzyjnymi w zadaniu optymalizacji są punkty kontrolne siatki, które na etapie początkowym obliczeń rozpinają powierzchnię kuli. Przestrzenna wizualizacja danych za pomocą powierzchni B-spline usprawnia interpretację oraz analizę wyników rejestrowanych podczas badań doświadczalnych. Pozwala ona na precyzyjne określenie miejsc w ładunku, które wymagają wprowadzenia zmian konstrukcyjnych poprawiających właściwości ochronne opakowań.
EN
In the paper the proposition of application of B-spline surfaces of third degree in approximation of experimental results of unit load drop tests is presented. Accelerations occurring during research of free fall of unit load from a height on a undeformable ground have been recorded by triaxial acceleration sensor mounted inside the tested objects. An approximation was carried out using numerical optimization using SQP gradient method. As a decision variables of optimization task were assumed the control points of grid, which at the beginning of calculation take a form of the sphere surface. Spatial visualization of the data using B-spline surface improves the interpretation and analysis of the results recorded during experimental testing. It allows for precise places determination in the loads that require constructional changes to improve the protective properties of packaging.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.