Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 19

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available remote Sequence of damage events occurring in the course of low energy impact
EN
Finite element simulation was carried out to better understand damage formation in CF/epoxy plate in the course of a low velocity 8J impact. The plate under investigation was of [+30/−30]s lay-up. To validate the numerical results a drop test was carried out with the help of a drop tower. The interlaminar damage extent was determined with the help of C-scan. Comparison between the numerical and experimental results showed a good quantitative agreement concerning contact force time history, however, the amount of dissipated energy determined based on the numerical simulation was lower than that from the experiment,consistently, the damage extent determined based on numerical simulation was smaller than that determined by C-scan. Nevertheless, characteristic points on the plot representing contact force time history could be related to the particular damage mechanism onsets and their actions.
EN
The paper presents a method of analysis of bone remodelling in the vicinity of implants. The authors aimed at building a model and numerical procedures which may be used as a tool in the prosthesis design process. The model proposed by the authors is based on the theory of adaptive elasticity and the lazy zone concept. It takes into consideration not only changes of the internal structure of the tissue (described by apparent density) but also surface remodelling and changes caused by the effects revealing some features of “creep”. Finite element analysis of a lumbar spinal segment with an artificial intervertebral disc was performed by means of the Ansys system with custom APDL code. The algorithms were in two variants: the so-called site-independent and site-specific. Resultant density distribution and modified shape of the vertebra are compared for both of them. It is shown that this two approaches predict the bone remodelling in different ways. A comparison with available clinical outcomes is also presented and similarities to the numerical results are pointed out.
PL
Artykuł prezentuje metodę analizy przebudowy kości w otoczeniu implantów. Celem pracy było opracowanie modelu i procedur numerycznych mogących służyć jako narzędzie wspomagające projektowanie protez. Zaproponowany przez autorów model opiera się na teorii adaptacyjnej sprężystości i koncepcji strefy martwej. Uwzględnia on nie tylko zmiany struktury wewnętrznej tkanki (opisanej przez gęstość pozorną), ale także przebudowę powierzchniową i zmiany związane z efektami wykazującymi pewne cechy “pełzania”. Przeprowadzona została analiza metodą elementów skończonych segmentu ruchowego kręgosłupa ze sztucznym krążkiem międzykręgowym z wykorzystaniem systemu Ansys i własnego kodu APDL. Algorytmy zbudowano w dwóch wariantach: tzw. niezależnym i zależnym od miejsca. Porównano uzyskane rozkłady gęstości i zmiany kształtu pokazując, że obydwa warianty przebudowę kości przewidują w różny sposób. Zaprezentowano również porównanie wyników numerycznych z badaniami klinicznymi wskazując na ich podobieństwa.
PL
W pracy przedstawiono procedurę obliczeniową metody elementów skończonych (MES) dla analizy nieustalonych pól temperatury i naprężeń resztkowych w trakcie napawania tarczy turbiny. Zbudowany został termomechaniczny model obliczeniowy MES, wykorzystujący pakiet programów ANSYS. Model ten posłuży l do wyznaczenia nieustalonych pól temperatury i naprężeń resztkowych występujących w trakcie wielowarstwowego napawania, wyżarzania (relaksacji naprężeń) i końcowego frezowania kształtowego (usunięcie części materiału). Wszystkie właściwości termomechaniczne są funkcjami temperatury. Model uwzględnia również zmiany objętości wywołane przemianami fazowymi materiału. Przeprowadzone analizy pokazują, że zaproponowana metoda symulacji złożonego procesu technologicznego prowadzi do prawidłowych jakościowo wyników. Otrzymane rezultaty pozwalają na sformułowanie interesujących wniosków dotyczących znaczenia różnych czynników dla końcowych naprężeń własnych w strukturze. Efektywność omawianych symulacji jest limitowana głównie przez brak wiarygodnych szczegółowych danych wejściowych dotyczących właściwości materiałowych oraz parametrów opisujących modele matematyczne analizowanych procesów technologicznych.
EN
In the paper a computational procedurę ofthe finite element method (FEM) is presented for the purpose of analyzing temperature fields and residual stress states in the course of pad welding of a steel turbine disk. A coupled thermo-mechanical three-dimensional (3-D) finite element model was developed on the basis of the ANSYS software. This model was used to evaluate the transient temperature and the residual stress fields during multi-pass pad welding, annealing (stress relaxation) and final profile milling (removing the part of the material). Ali thermo-mechanical material properties are functions of temperature. The model also takes into account volumetric expansion/shrinkage which occurs due to phase transitions. The performed analyses show that the proposed approach of simulation of the sophisticated technological processes provides the results which arę correct from the qualitative point of view. The obtained results enable to draw interesting conclusions concerning the importance of different factors for thermal residual stresses within the structure. The effectiveness of the discussed simulations is limited mainly because of the lack of reliable detailed input data concerning material properties and the parameters describing mathematical models of the analysed technological processes.
EN
This paper presents the application of finite element method in an artificial disc modelling. The prosthesis consisted of two metal plates and a flexible elastomeric core made of the nanocomposite polyurethane. Two types of connections between the plates and the core were compared: the device with an integral inlay and the device with a separate inlay coming into contact with the plates. The artificial disc with a separate inlay imitated better the human intervertebral disc. The main target of this paper was to evaluate the characteristics of force-displacement and moment-angle for the new design of the prosthesis with a separate inlay under compression, sagittal bending, shear and axial rotation. For some analyzed cases except the axial rotation and shear, where the prosthesis was too flexible, the results were roughly similar to those observed in the human spinal segment. The material effort in the prosthesis under compressive load was comparable in both types of connections between the plates and the core.
EN
As the lumbar region of the spine is particularly predisposed to musculoskeletal disorders, the aim of this article was to assess lumbar spine load on the basis of an accurate model of this part of the body. The model was developed with the finite element method and the energy criterion for optimising muscle work. Computer calculations confirmed that stresses and compression forces in intervertebral discs increased with an increase in the load force and that they were significantly larger in the bent forwards posture than in the erect posture. This result clearly shows that lifting light objects and the erect posture are important elements in minimising spine load.
PL
Celem pracy było opracowanie parametrycznych modeli metody elementów skończonych kompletu złożonych połączeń śrubowych reaktora syntezy jądrowej (stellatora) montowanego w Greifswaldzie w Niemczech [1]. Wybrane wymiary modeli, właściwości materiałowe, warunki oddziaływań kontaktowych, obciążenia, a także prezentacja wyników zdefiniowane zostały w sposób parametryczny. Takie podejście pozwala na szybka analizę porównawczą różnych alternatywnych modyfikacji połączeń. Opracowane modele są wykorzystywane dla określenia końcowych rozwiązań projektowych, sił naciągu śrub, akceptowalnych tolerancji wykonania i klinów stabilizujących oraz innych detali połączeń.
EN
Che aim of this work was to develop FE parametric models of the set of complex bolted connections of the W7X stellator assembleded in Greifswald, Germany [1]. In the models the selected dimensions, materiałproperties, contact conditions, loads as well as results presentation are defined in a parametric way. This allows for a ąuick variant analyses of many modification alternatives. The devełoped models are usedfor the definition of the finał connections design: bolts preloadforces, acceptable tok nmces and wedges stabilizing the connections etc.
PL
Celem pracy jest zbadanie przydatności symulacji numerycznej metodą elementów skończonych do analizy naprężeń własnych, a w szczególności do oceny i doskonalenia nieniszczącej metody penetratora. Metoda ta została zaproponowana przez J.H. Underwooda w 1973 [7], a następnie rozwijana na Politechnice Warszawskiej przez M. Bijak-Żochowskiego [1]. Istota metody polega na wciskaniu w badany element stęmpla do momentu pojawienia się odpowiedniej wielkości plastycznego wypływu. Składowe tensora naprężenia, jakie panują w badanym elemencie, szacujemy na podstawie kształtu wypływu, a w szczególności z wielkości wzniosu wypływki jaki powstaje na zewnętrznej stronie odcisku. W symulacjach numerycznych pokazano silną zależność kształtu wypływu od wielkości naprężeń własnych w materiale oraz dużą zgodność z danymi doświadczalnymi. W pracy pokazano również symulację procesu wciskania rolki w próbkę cylindryczną z wstępnie wywołanymi, wskutek obróbki hartowaniem, naprężeniami własnymi. Pokazano wpływ tego wciskania na zmianę rozkładu naprężeń własnych.
EN
The subject of this paper is the application of FE modelling for development of the penetration method and improvement of its accuracy. The method was proposed by J.H. Underwood [7] and later developed by M. Bijak-Żochowski [1, 2]. It is based on the phenomenon that the residual surface deformation around an indentation of an axisymmetrical punch (a bali, a cone etc.) is strongly dependent on the state of stress in the surface layer of the material. The detailed finite element simulation may provide information about this dependence reducing the number of necessary experiments and improving the accuracy of the stresses measurements. The presented analyses confirm the reliability of FEM and show the conformity of the numerical and experimental results.
PL
Praca zawiera analizę numeryczną MES protezy krążka z podatną wkładką, oddziałującą z płytami zewnętrznymi na zasadzie kontaktu. W wyniku symulacji uzyskano charakterystyki zachowania się implantu przy obciążeniu siłą ściskającą i momentem zgięcia w płaszczyźnie strzałkowej oraz wyznaczono rozkłady przemieszczeń, odkształceń i naprężeń w protezie. Dla przypadku ściskania zbadano wpływ sztywności wkładki na zachowanie się sztucznego krążka.
EN
This paper presents application of the finite element method for an artificial disc modelling. The prosthesis consisted of two metal plates with a flexible elastomeric core contacting with the plates. The compressive force -displacement and the moment of flexion - rotation angle characteristics of the artificial disc were evaluated. Displacements, strain and stress fields were obtained in the prosthesis. The influence of the inlay stiffness on the behavior of the artificial disc was investigated for the compressive load.
PL
W artykule opisano nowy model przebudowy tkanki kostnej w kontakcie z implantem , w mechanizmie działania którego uwzględnione są jednoczesne zmiany struktury wewnętrznej kości, jak i zmiany jej kształtu. Zaprezentowano także wyniki analizy z zastosowaniem tego modelu na przykładzie segmentu ruchowego kręgosłupa z protezą krążka międzykręgowego.
EN
A new model of bone functional adaptation in the vicinity of the implant is described in the paper. The model takes into consideration simultaneous changes in the internal structure and shape of the bone. A practical implementation of the model to analyse a spinal motion segment with an artificial intervertebral disc is also presented.
PL
W artykule przedstawiono przebieg i wyniki analizy obciążeń działających na płaszcz komory ciśnieniowej przeznaczonej do badania urządzeń górniczych w atmosferach gazów palnych w warunkach wybuchu. Przeprowadzono analizę zależności maksymalnego ciśnienia wywołanego wybuchem od rodzaju mieszanin gazowych i charakteru ich spalania. Określono maksymalne naprężenia występujące w płaszczu komory podczas wybuchu i wymagania wytrzymałościowe materiału konstrukcyjnego przeznaczonego do jego budowy.
EN
The article presents the course and results of the analysis of loads influencing the shell of the pressure chamber meant for testing mining devices in the combustible gas atmospheres in the explosion conditions. The analysis of the dependence of maximum pressure caused by the explosion on the type of gaseous mixtures and the character of their combustion was carried out. The maximum stresses occurring in the chamber's shell during the explosion and resistance requirements of the engineering material meant for building the shell were determined.
EN
The Copper-SiC composite was investigated with the help of FEM. The authors modeled and analyzed the effect of relaxation of thermal stresses due to seasoning at room temperature after the manufacturing process together with the effect of thermal stresses induced by reheating the material to a service temperature. Especially, hypothetical fracture at interface was of interest. It was shown that, for a fixed temperature, a single crack emanating at 0° or 45° azimuth would develop only along a portion of fiber perimeter, and a further growth would require stress increase in the fiber surrounding.
PL
W pracy analizowano stan naprężeń cieplnych w kompozycie Cu-SiC, wynikających ze spadku temperatury od temperatury wytwarzania do temperatury pokojowej oraz relaksacji naprężeń w okresie sezonowania w tej temperaturze a następnie podgrzaniu kompozytu do temperatury przewidywanej pracy. Szczególną uwagę zwrócono na możliwości rozwoju pęknięć na granicy włókna i spoiwa w temperaturze pracy. Rozpatrywano dwie lokalizacje 0 i 45 stopni. Stwierdzono, iż w obu przypadkach, w ustalonej temperaturze hipotetyczna propagacja pęknięć będzie stabilna w tym sensie, iż rozwiną się one jedynie na pewnej długości obwodu włókna a ewentualny dalszy ich rozwój będzie wymagał wzrostu naprężeń w jego otoczeniu.
EN
The aim of the study was to compare the load on the vertebral discs and on the back and abdominal muscles of a person in two different postures and seven various values of backpack mass expressed as a % of body mass, by using a detailed computer-based model of the torso (with special interest in the lumbar region of the spine). The results confirmed that bent posture is more strenuous then the erected posture. In bent posture energy in muscles and stress in intervertebral discs is higher. In case when the backpack mass is higher then 35-40% of body mass, the muscle energy as well as the stress in intervertebral discs increases rapidly.
PL
W artykule przedstawiono efekty symulacji metodą elementów skończonych zachowania się struktury kompozytu miedziowego zbrojonego włóknem z węglika krzemu pod wpływem obciążeń zewnętrznych, mechanicznych, cieplnych. W analizach uwzględniano zależność wszystkich właściwości termomechanicznych materiałów składowych kompozytu od temperatury. W szczególności rozpatrzono obciążenia typu szok cieplny. Określono rozkład naprężeń własnych, będących efektem procesu wytwarzania. Przedstawiono koncepcję projektowania struktury kompozytu za pomocą homogenizacji - znajdowania zastępczych właściwości struktury i określania optymalnych właściwości zastępczego jednorodnego ośrodka.
EN
The numerical models of fiber-reinforced metal matrix composites (MMC) are considered in the paper. Such composites are nowadays a subject of special interests because they include a combination of the following properties: anisotropic behavior, high strength and elasticity modulus, low sensitivity to temperature changes, high thermal and electrical conductivity. The paper presents some results of FE analyses and describes questions of micro and macro modeling of the composites using representative single cell.
14
Content available remote Metody CAD/FEM w analizie i projektowaniu implantów
PL
Artykuł dotyczy zagadnień modelowani numerycznego połączeń kości z implantami, które przeprowadzono za pomocą metody elementów skończonych (MES). Symulacji poddano biomechaniczne modele implantów stosowanych w chirurgii kończyn dolnych i kręgosłupa. Uzyskane wyniki mogą być pomocne przy projektowani oraz wytwarzaniu nowych rozwiązań endoprotez.
EN
The study presents the problems of numerical modelling of bone-implant structures and some results obtained using three-dimensional finite element analyses. In the paper the biomechanical computational models of implants for use in orthopeadics and spine surgery investigated. The presented analyses show that the advanced FE technique helps in better understanding of various clinical situations, can provide information helpful for improving implant design and may be especially useful in the process of manufacturing of custom design implant.
15
Content available remote Analizy MES w projektowaniu platformy nośnej symulatora lotu
PL
Przedyskutowane zostały kolejne etapy komputerowo wspomaganego projektowania wytrzymałościowego platformy górnej symulatora lot. Zbudowany model MES wstępnej wersji platformy wykazał zbyt dużą jej podatność. W celu poszukania nowego rozwiązania zbudowano model uproszczony, łatwo poddający się modyfikacjom. Model ten pozwolił na szybką weryfikację proponowanych zmian i wypracowanie ostatecznej koncepcji rozwiązania. Zbudowany pełny model MES ostatecznej wersji platformy symulatora wykazał poprawność przyjętej koncepcji. Krytyczne węzły konstrukcyjne przeanalizowano stosując technikę submodeling. W podmodelach uwzględniono wpływ oddziaływań kontaktowych i możliwość uplastycznienia materiału.
EN
In the paper the computer aided strength design process of the platform of the flight simulator has been presented. The FE model of the initial platform design has showed the structure to be too flexible. To find new solution the simplified FE model has been built, easy for modifications. The model has enabled quick verification of new concepts. The final FE model has showed correctness of the new design. The fully nonlinear FE submodel has been built to check the stress level in the main joint.
PL
Modelowanie pęknięć metodą elementów skończonych wymaga użycia specjalnej dyskretyzacji w rejonie szczeliny. W artykule przedstawiono zastosowanie submodelingu w celu istotnego zmniejszenia nakładów pracy związanej z budową modelu w złożonych zadaniach analizy pęknięć elementów konstrukcji, przy zachowaniu dobrej dokładności uzyskiwanych wyników. Przedstawiono techniczny przykład zastosowania submodelingu do analizy pęknięć w dysku sprężarki. Przeprowadzono obliczenia dla całej rodziny pęknięć o różnej geometrii, dla przypadku różnych współczynników tarcia i odchyłek geometrii obiektu. Przedstawiony sposób analizy pęknięć okazał się bardzo skuteczny i pozwolił na znaczne uproszczenie budowy modeli numerycznych. Opisana metoda może być polecana w przypadku złożonych, praktycznych zadań mechaniki pękania.
EN
Fracture modeling using MES method requires special digitalization in the crack region. There are presented submodeling application in order to reduce amount of work connected with model creation in complex tasks of fracture analysis of structure elements preserving results accuracy. Application of submodeling of fracture analysis of compressor disk was presented as an example of submodeling application.
EN
The analysis of mechanical behaviour of spinal column is until now still a challenge, in spite of the great amount of research which has been conducted over the last years. It is a particularly complex structure considering number of components, their shapes and mechanical characteristics. The objectives of the presented investigations are to understand the mechanisms of the mechanical behaviour of the spine structure and the role of its components, as well as the factors of its dysfunctions as scoliosis discopathy, spondylolisthesis. Also some mechanical effects of surgical interventions by total disc replacement is considered. To account for the 3D character of the spine system including vertebrae, discs, ligaments, muscles etc. the finite element method (FEM) formulation was used throughout the paper. Some specific features of the structure are included in the models as non-conservative loads and muscular tension control performed by the nervous system. The finite element method together with CAD programs and experimental validation was used in investigations of a new type of artificial disc for lumbar spine. The stress analyses were performed for the prostheses being in clinical use and for some original new designs. The conclusions concern most important determinants of the mechanical behaviour of the system and the quality of the intervertebral disc prosthesis.
EN
The replacement of a damaged lumbar disc by an artificial organ is still not satisfactorily solved problem of surgery. In the study, the finite element method together with CAD programs and experimental validation was used in investigations of a new type of artificial disc for lumbar spine. The present 3D parametrical FE models take into account nonhomogenous properties of tissues, contact with friction between the parts of the analysed systems, large strains and large displacements. The stress analyses were performed for the prostheses being in clinical use and for some new designs. The conclusions concern most important determinants of the mechanical quality of the intervertebral disc prosthesis.
PL
Zastąpienie lędźwiowego krążka miedzykręgowego przez protezę jest wciąż nie w pełni rozwiązanym problemem chirurgii. W pracy zastosowano metodę elementów skończonych, techniki CAD oraz metody weryfikacji eksperymentalnej do poszukiwania konstrukcji nowego typu sztucznego krążka dla odcinka lędźwiowego kręgosłupa. Prezentowane modele metody elementów skończonych uwzględniają niejednorodne właściwości tkanek, występowanie dużych deformacji oraz oddziaływania między poszczególnymi częściami analizowanej struktury. Analizy przeprowadzono dla protez stosowanych obecnie w praktyce klinicznej oraz dla kilku nowych propozycji konstrukcji. Wnioski dotyczą najważniejszych czynników o charakterze mechanicznym, które wpływają na jakość sztucznych krążków międzykręgowych.
PL
Tematem pracy jest symulacja za pomocą metody elementów skończonych uderzenia jachtu o sztywną przeszkodę, do rozwiązania tego zadania zastosowany został program ANSYS, mający w swoim pakiecie wariant "Transient dynamic analysis", umożliwiający analizę strukturalną konstrukcji obciążonych wymuszeniami zmiennymiw czasie; celem opracowania jest stwierdzenie, czy przy zderzeniu ze sztywną przeszkodą jachtu poruszającego się z zadaną prędkością dojdzie do jego uszkodzenia.
EN
Simulation of the collision of a yacht against a rigid obstacle by the finite element method. This problem was solved by means of the program ANSYS incorporationg the variant "Transient dynamic analysis" permitting a structural analysis of constructions under loads varying with tome. The purpose of this study was to ascertain whether the collision of a yacht moving at a set seed with a rigid obstacle will cause a damage to the yacht.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.