Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 32

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  belka wspornikowa
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
This paper present of experimental and numerical study of nano Al2O3 cantilever beam for forced vibration, addressing an unexplored area in the existing literature. The proposed nano composite cantilever beam is modeled with hole and crack. The study is based on history loading calculation and composite morphology a global parameter, the transverse crack in nano composite cantilever beam was studied and analyzed experimentally using a four-channel dynamic signal acquisition (NI 9234) module for making high-accuracy measurements and its ideal for vibration applications. The relationship between the dispersion and interaction of the alumina nanoparticles within the cantilever beam and morphology of the solid, hole and crack composite has been identified. Furthermore, the influence of particles Al2O3 at different concentrations (0%, 1%, 3% and 4%) have been studied respectively. Supporting results proved that the crack and hole depth increases with increases of history loading. Nanoparticles dispersed within the specimen can increase energy dissipation during vibration, leading to improved damping characteristics. For future work, it is recommended to utilize statistical frequency domain input, such as Power Spectral Density (PSD), for assessing the structural response instead of employing time history loading.
EN
In this paper, pultruded GFRP bars are investigated to determine their fracture properties. The double cantilever beam test (DCB) is used to assess fracture behavior under mode I loading conditions. However, due to the presence of the R-curve effect (variable fracture energy dependent on the length of the crack), it is necessary to introduce a nonstandard approach to determine fracture properties. The mixed experimental–numerical approach is proposed to deal with this issue. Numerical simulations were carried out in Simulia Abaqus, and with Python scripting it was possible to generate models and obtain R-curve for the material. The numerical model built based on the experimental results has very good agreement with it (force–displacement and delamination length–time characteristics) which allows the use of the mentioned model in the analysis of more complex structures. Acoustic emission analysis was introduced as an auxiliary technique. The delamination obtained from both the numerical model and the experiment complies with the registered acoustic emission events. The proposed method can be used in preparing a material model for other composite materials, which display the presence of the R-curve effect.
3
PL
Przedstawiono problem analizy złożonych konstrukcji stalowych w odniesieniu do badań analitycznych i numerycznych pojedynczego elementu konstrukcji. Celem było wykazanie zgodności obranych metod wyznaczania parametrów wytrzymałościowych belki wspornikowej oraz dobranie najlepszego przekroju poprzecznego w optymalizacji konstrukcji. Analitycznie oraz numerycznie wyznaczono strzałkę ugięcia belki oraz wartość maksymalnych naprężeń zredukowanych (wg Hubera von Misesa). Analizę numeryczną, z użyciem metody elementów skończonych, oraz optymalizację przeprowadzono w środowisku ANSYS. Na podstawie analizy statycznej konstrukcji przeprowadzono optymalizację masy belki poprzez zmianę jej wymiarów przekroju poprzecznego, przy uwzględnieniu wskazanych w pracy kryteriów optymalizacyjnych. W wyniku optymalizacji zostały wybrane rozwiązania spełniające wymagane kryteria. Masa konstrukcji została zmniejszona o połowę w porównaniu do wartości początkowych projektowanej konstrukcji. Dopuszczalne naprężenia nie zostały przekroczone.
EN
The problem of analysing complex steel structures in relation to analytical and numerical tests of a single structure element has been presented. The aim was t o demonstrate the compliance of the chosen methods for determining the strength parameters of a cantilever beam and to select the best cross-section for the optimization of the structure. The beam deflection and the value of the maximum reduced stresses (according to Huber von Mises’ hypothesis) have been determined numerically and analytically. Numerical analysis, on the basis of the finite element method, as well as the optimization, have been performed in the ANSYS environment. Based on the static analysis of the structure, optimization of the beam mass has been made by changing its cross-section dimensions, taking into account the specific optimization criteria, pointed in the work. As a result of optimization, solutions satisfying the required criteria have been selected. The weight of the structure has been reduced by half compared to the initial values of the designed structure. The permissible stresses have not been exceeded.
EN
Purpose: The operation of engineering structures may cause various type of damages like cracks, alterations. Such kind of defects can lead to change in vibration characteristics of cantilever beam. The superposition of frequency causes resonance leading to amplitude built up and failure of beam. The current research investigates the effect of crack dimensional parameters on vibrational characteristics of cantilever beam. Design/methodology/approach: The CAD design and FE simulation studies are conducted in ANSYS 20 simulation package. The natural frequencies, mode shapes and response surface plots are generated, and comparative studies are performed. The effect of crack dimensional parameters is then investigated using Taguchi Design of Experiments. The statistical method of central composite design (CCD) scheme in Response Surface Optimization is used to generated various design points based on variation of crack width and crack depth. Findings: The research findings have shown that crack depth or crack height have significant effect on magnitude of deformation and natural frequency. The deformation is minimum at 0.009 m crack height and reaches maximum value at 0.011 m crack height. Research limitations/implications: The crack induced in the cantilever beam needs to be repaired properly in order to avoid crack propagation due to resonance. The present study enabled to determine frequencies of external excitation which should be avoided. The limitation of current research is the type of crack studied which is transverse type. The effect of longitudinal cracks on vibration characteristics is not investigated. Practical implications: The study on mass participation factor has shown maximum value for torsional frequency which signifies that any external excitation along this direction should be avoided which could cause resonance and lead to amplitude build up. Originality/value: The beams are used in bridge girders and other civil structures which are continuously exposed to moist climate. The moisture present in the air causes corrosion which initiates crack. This crack propagates and alters the natural frequency of beam.
EN
Two fundamental challenges in investigation of nonlinear behavior of cantilever beam are the reliability of developed theory in facing with the reality and selecting the proper assumptions for solving the theory-provided equation. In this study, one of the most applicable theory and assumption for analyzing the nonlinear behavior of the cantilever beam is examined analytically and experimentally. The theory is concerned with the slender inextensible cantilever beam with large deformation nonlinearity, and the assumption is using the first-mode discretization in dealing with the partial differential equation provided by the theory. In the analytical study, firstly the equation of motion is derived based on the theory of large deformable inextensible beam. Then, the partial differential equation of motion is discretized using the Galerkin method via the assumption of the first mode. An exact solution to the obtained nonlinear ordinary differential equation is developed, because the available semi analytical and approximated methods, due to their limitations, are not always sufficiently reliable. Finally, an experiment set-up is developed to measure the nonlinear frequency of oscillations of an aluminum beam within a domain of initial displacement. The results show that the proposed analytical method has excellent convergence with experimental data.
6
Content available remote Interlaminar cracking resistance of nonhomogeneous composite beams
EN
This article is devoted to interlaminar cracking research on carbon multidirectional fibrous-epoxy composites. Composite beams with 0°/0° 0°/45° and 0°/90° interfaces were subjected to double cantilever beam tests whereby force-crack opening displacement curves were determined. Additionally, crack length observations were conducted in order to determine the crack resistance curves of multidirectional composites. On the basis of the performed tests, it was found that the critical strain energy release rate for crack initiation is size independent of the material configuration. On the other hand, the fiber orientation is crucial to the critical strain energy release rate for crack propagation.
PL
Artykuł dotyczy badań odporności na pękanie wielokierunkowych kompozytów epoksydowo-włóknistych na bazie włókien węglowych. Belki kompozytowe z interfejsami 0°/0° 0°/45° oraz 0°/90° zostały zbadane za pomocą metody Double Cantilever Beam, w których wyznaczono charakterystyki siła - wielkość rozwarcia szczeliny. Dodatkowo prowadzono obserwacje długości pęknięcia w celu wyznaczenia krzywych odporności na pękanie kompozytów wielokierunkowych. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że wartość krytycznego współczynnika uwalniania energii dla inicjacji pęknięcia jest wielkością niezależną od ukierunkowania włókien. Natomiast ułożenie włókien jest kluczowe w przypadku krytycznego współczynnika uwalniana energii dla propagacji pęknięcia.
PL
W pracy pokazano modelowanie analityczno-numeryczne belki jednostronnie utwierdzonej o przekroju prostokąta i obciążonej równomiernie siłą ciągłą na całej jej długości oraz siłą skupioną na jej końcu. W pracy pokazano wyprowadzenie równania ugięcia belki oraz wzorów na kąt ugięcia i strzałkę ugięcia belki. Celem pracy jest analiza numeryczno i graficzna funkcji kąta ugięcia belki i funkcji strzałki ugięcia belki. Materiał i metody: Wykorzystano model mechaniczny belki bazując na literaturze z wytrzymałości materiałów. Zastosowano metodę analityczną i numeryczną z programem Mathematica. Wyniki: Wyprowadzone wzory analityczne umożliwiają przeprowadzenie analizy numerycznej funkcji opisujących kąt i strzałkę ugięcia belki dla parametrów: siła ciągła, siła skupiona, długość belki, moduł Younga materiału belki zestawionych w możliwe pary. Wniosek: Przeprowadzona analiza numeryczna w programu Mathematica pozwala na obserwację przebiegu zmienności kąta i strzałki ugięcia belki w zależności od obserwowanych parametrów
EN
Introduction and aim: The study shows the analytical and numerical modeling of cantilevered beam with a rectangular cross section and loaded with a continuous force evenly in along beam length and a concentrated force placed on its end. The study shows the derivation of equations and formulas for beam deflection angle and deflection of the beam. The aim of the study is to numerical and graphical analysis for function of deflection angle of the beam and function of the beam deflection. Material and methods: In this paper has been shown a beam mechanical model based on the literature of the strength of materials. The analytical and numerical method by using Mathematica program has been described in the paper. Results: The derived analytical formulas allow to perform some numerical analysis of functions describing the angle and arrow of beam deflection for parameters: the continuous force, and concentrated, length of the beam, Young’s modulus of beam material stacked in possible pairs. Conclusion: Numerical analysis made in Mathematica program allows to observe the variability progress of the angle and arrow of beam deflection depending on of used parameters.
PL
Wstęp i cel: W pracy pokazano modelowanie analityczno-numeryczne belki jednostronnie utwierdzonej o przekroju prostokąta i obciążonej równomiernie siłą ciągłą na całej długości belki. W pracy pokazano wyprowadzenie równania ugięcia belki oraz wzorów na kąt ugięcia i strzałkę ugięcia belki. Celem pracy jest analiza numeryczno-graficzna funkcji kąta ugięcia belki i funkcji strzałki ugięcia belki. Materiał i metody: Wykorzystano model mechaniczny belki bazując na literaturze z wytrzymałości materiałów. Zastosowano metodę analityczną i numeryczną z programem Mathematica. Wyniki: Z otrzymanych równań uzyskano wzory na kąt ugięcia i strzałkę ugięcia belki. Wykorzystując program Mathematica przeprowadzono analizę numeryczną dla wybranych parametrów pracy belki jak siła ciągła, długość belki i moduł Younga materiału belki badając parami ich wzajemne zależności. Wniosek: Stosując program Mathematica można przeprowadzić analizę wytrzymałościową funkcji kąta ugięcia i strzałki ugięcia belki dla odpowiednich parametrów.
EN
Introduction and aim: The study shows the analytical and numerical modeling of cantilevered beam with a rectangular cross section and loaded with a continuous force evenly in along beam length. The study shows the derivation of equations and formulas for beam deflection angle and deflection of the beam. The aim of the study is to numerical and graphical analysis for function of deflection angle of the beam and function of the beam deflection. Material and methods: In this paper has been shown a beam mechanical model based on the literature of the strength of materials. The analytical and numerical method by using Mathematica program have been described in the paper. Results: From these equations were obtained formulas for the angle of deflection and deflection of the beam. Using Mathematica numerical analysis was performed for selected operating parameters beams as a continuous force, the length of the beam and Young’s modulus of the beam material examining their interaction pairs. Conclusion: Using Mathematica it is possible to perform strength analysis for function of deflection angle and for function of beam deflection for the relevant parameters.
EN
In the paper, the process of identification of crack parameters occurring in the cantilever beam with the variable cross-sectional area has been presented. For identification, the non-destructive vibration method has been applied. The analytical solution of the free vibration problem of the beam described according to the Bernoulli-Euler theory has been obtained with the help of Green’s functions.
EN
The paper describes modelling and testing of the piezoelectric beam as energy harvesting system. The cantilever beam with two piezo-elements glued onto its surface is considered in the paper. As result of carried out modal analysis of the beam the natural frequencies and modes shapes are determined. The obtained results in the way mentioned above allow to estimate such location of the piezoactuator on the beam where the piezo generates maximal values of modal control forces. Experimental investigations carried out in the laboratory allow to verify results of natural frequencies obtained during simulation and also testing of the beam in order to obtain voltage from vibration with help of the piezo-harvester. The obtained values of voltage stored on the capacitor 𝐶0 shown that the best results are achieved for the beam excited to vibration with third natural frequency, but the worst results for the beam oscillating with the first natural frequency.
PL
Wstęp i cele: W pracy pokazano modelowanie analityczno-numeryczne belki jednostronnie utwierdzonej o przekroju prostokąta i obciążoną siłą skupioną na końcu. W pracy pokazano wyprowadzenie równania ugięcia belki oraz wzorów na kąt ugięcia i strzałkę ugięcia belki. Celem pracy jest analiza numeryczno-graficzna funkcji kąta ugięcia belki i funkcji strzałki ugięcia belki. Materiał i metody: Wykorzystano model mechaniczny belki bazując na literaturze z wytrzymałości materiałów. Zastosowano metodę analityczną i numeryczną z programem Mathematica. Wyniki: Z otrzymanych równań uzyskano wzory na kąt ugięcia i strzałkę ugięcia belki. Wykorzystując program Mathematica przeprowadzono analizę numeryczną dla wybranych parametrów pracy belki jak siła skupiona, długość belki i moduł Younga materiału belki badając parami ich wzajemne zależności. Wniosek: Stosując program Mathematica można przeprowadzić analizę wytrzymałościową funkcji kąta ugięcia i strzałki ugięcia belki dla odpowiednich parametrów.
EN
Introduction and aims: The study shows the analytical and numerical modeling of cantilevered beam with a rectangular cross section and loaded with concentrated force at the end. The study shows the derivation of equations and formulas for beam deflection angle and deflection of the beam. The aim of the study is to numerical and graphical analysis for function of deflection angle of the beam and function of the beam deflection. Material and methods: In this paper has been shown a beam mechanical model based on the literature of the strength of materials. The analytical and numerical method by using Mathematica program have been described in the paper. Results: From these equations were obtained formulas for the angle of deflection and deflection of the beam. Using Mathematica numerical analysis was performed for selected operating parameters beams as a concentrated force, the length of the beam and Young’s modulus of the beam material examining their interaction pairs. Conclusions: Using Mathematica it is possible to perform strength analysis for function of deflection angle and for function of beam deflection for the relevant parameters.
12
Content available remote Metoda oceny jakości utwierdzenia belki wspornikowej
PL
Przedstawiono wykorzystanie metody holografii optycznej do oceny jakości utwierdzenia belki wspornikowej o przekroju kwadratowym. W pomiarach zastosowano jedną z metod holografii optycznej, zwaną metodą podwójnej ekspozycji. W wyniku interferencji wiązki przedmiotowej i wiązki odniesienia na materiale światłoczułym otrzymano obraz prążków interferencyjnych, które posłużyły do określenia linii ugięcia belki. Ocenę jakości utwierdzenia przeprowadzono na podstawie pomiaru kąta ugięcia belki w miejscu utwierdzenia oraz bezwymiarowego współczynnika (wprowadzonego przez autora). Omówione rozwiązanie pozwala na oszacowanie sztywności elementów konstrukcyjnych.
EN
The article presents estimation of the semi-beam restraint quality with use of optical holography. An object of investigations was a beam of square section. The double exposure method of optic holography was used for the measurements. As a result of interference of the reference and the main wave on light sensitive material, an image of interferential striae is obtained, on the basis of which displacements of the beam can be determined. The restraint quality was estimated basing on measurement of a deflection angle at the restraint point and specific nondimensional coefficient introduced by the Author. This solution provides for assessment of structural rigidity of structures.
PL
W belkach żelbetowych o złożonym kształcie przekroju poprzecznego zaobserwowano, że miejsce przyłożenia obciążenia ma wpływ na rozkład naprężeń w elemencie, a w szczególności w strefie przypodporowej. Potwierdzają to przeprowadzone analizy numeryczne i laboratoryjne badania elementów w skali naturalnej. Wykazano również przestrzenny charakter pracy konstrukcji i jej wpływ na rozkład naprężeń wewnętrznych.
EN
In reinforced concrete beams with complex cross-sectional shapes, it was observed that the location of load affects the distribution of stresses in the element and in particular support zone. This is confirmed numerical analysis and laboratory testing of elements in the natural scale. It was also shown the spatial nature of the work of construction and its impact on the distribution of internal stress.
PL
W belkach żelbetowych z betonu o wysokiej wytrzymałości przy cyklicznych obciążeniach obserwuje się odkształcenia sprężyste i trwałe. Istniejące wyniki badań takich belek w większości dotyczyły stanu naprężeń tylko od momentu zginającego. Badania, które wykonaliśmy, pozwoliły doświadczalnie wyznaczyć sprężystą i trwałą część odkształceń w belce wspornikowej w złożonym stanie naprężeń, tzn. od momentów zginających i sił tnących.
EN
Elastic deformations and permanent deformations under cyclic loads for reinforced concrete beams made of concrete with high strength is observed. Existing results of research of such beams were mostly done for the state of stress caused by bending moment. Research made for the bracket beam experimentally determined the elastic and permanent deformation in the beam in a complex stress state, i.e. bending moments and shear forces.
PL
W pracy zbudowano model numeryczny belki wspornikowej z uszkodzeniem i bez uszkodzenia oraz wyznaczono ichczęstości własne dla zadanych charakterystyk mate-riałowych. Następnie przeprowadzono badania na fizycznym obiekcie przy użyciu wibrometru laserowego PSV-500 firmy Polytec. Otrzymane rezultaty doświadczalne porównano z wynikami obliczeń nume-rycznych stosując metody analizy sygnału oparte na wykresach płaszczyzny fazowej.
EN
This paper focuses on analysis of damage detection cantilever beam. Finite Element Method was used to simulate vibrations of the intact and the damaged beams. Analysis of natural frequencies of both the intact and the damaged beams was performed in order to observe the effect of damage on the beams dynamics. Next, the phase diagrams technique was applied andfinally, experimental verification was performed to check the numerical results.
16
Content available remote Badania stref przypodporowych żelbetowych belek wspornikowych
PL
W żelbetowych belkach ze wspornikami, o przekroju odwróconej litery T, zaobserwowano wpływ obciążenia wsporników bocznych na rozkład naprężeń w strefie przypodporowej. Wyniki badań potwierdzają rozbieżności uzyskane z analizy porównawczej normowych modeli kratownicowych. Brak jest natomiast modelu kratownicowego uwzględniającego wpływ obciążenia bocznych wsporników.
EN
In reinforced concrete beams with brackets, with a cross section of an inverted T observed impact of load the side brackets on the stress distribution in the supports zone. The results confirm the differences obtained from the comparative analysis of code truss models. There is no, however truss model takes into account the effect of the load side brackets.
EN
This article deals with the simulation of the active vibration control of a cantilever beam. For these purposes, a lumped parameter model has been developed and the simplest controller has been designed to ensure the structural stability of the control loop. The controller is of a proportional velocity feedback type. The control loop can also be stable in the case of a very small inherent damping of the cantilever beam. The lumped-parameter model is based on the Euler-Bernoulli beam theory. The developed tools can be used to simulate the collocated and non-collocated active vibration control. Since this article is intended to study the behaviour of a non-collocated control system of the transducer is sensing the vibration of the free end of the beam, while the actuator force acts near the fixed end.
PL
Artykuł dotyczy symulacji aktywnego sterowania drganiami belki wspornikowej. W tym celu zaproponowano model o parametrach skupionych oraz najprostszy regulator, który zapewnia stabilność strukturalną. Zastosowano regulator proporcjonalny, z prędkościowym sprzężeniem zwrotnym. Pętla sterowania może być stabilna nawet w przypadku bardzo małego tłumienia drgań własnych belki. Model o parametrach skupionych został wyprowadzony na podstawie teorii Eulera-Bernoulliego. Zaproponowane podejście może zostać zastosowane do symulacji aktywnego sterowania drganiami w przypadku, gdy czujnik i element wykonawczy są umieszczone w tym samym miejscu bądź w różnych miejscach na belce. Ponieważ artykuł dotyczy badań własności aktywnego sterowania drganiami w drugim z tych przypadków,przetwornik pomiarowy drgań został umieszczony na swobodnym końcu belki, natomiast element wykonawczy działa na utwierdzonym końcu.
EN
The subject of the paper is vibration control of a cantilever beam with magnetorheological (MR) fluid. Based on the results of identification and energy analysis, a control algorithm for free vibrations damping of the beam was proposed. The algorithm was realized by controlling the current supplying the electromagnet. The free vibrations of beam were investigated for constant current and current varied according to the assumed control algorithm.
PL
W pracy przeprowadzono analizę drgań swobodnych wielokomorowych belek wspornikowych z cieczą magnetoreologiczną (MR). Wyznaczono podstawową częstotliwość drgań własnych i bezwymiarowy współczynnik tłumienia belek na podstawie zarejestrowanych przemieszczeń swobodnego końca belek w polu magnetycznym oraz bez pola magnetycznego. Przeanalizowano wpływ natężenia pola magnetycznego na charakterystyki sztywności i tłumienia belek.
EN
The study presents the results of laboratory studies on free vibrations of sandwich cantilever beams with multiple magnetorheological (MR) segments. On the basis of collected data for each beam the natural freąuency and dimensionless damping coefficient were calculated. The influence of magnetic field strength and filling the right segment on stiffness and damping characteristics was analyzed.
EN
The paper investigates a magnetic field acting on a three-layer sandwich beam filled with MR fluid, the field being generated by an electromagnet. The FEM approach is applied to determine the magnetic field strength and magnetic flux density in the area between the poles and in the MR fluid layer. The results are utilised to establish the relationship between the magnetic flux density and parameters of the assumed model of the MR fluid layer.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.