Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wyznaczanie dużych ugięć płaskich struktur tekstylnych z wykorzystaniem energii potencjalnej układu

Szablewski Piotr

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2024

|

nr 1

28--33

PL

Głównym tematem artykułu jest wykorzystanie metody energetycznej do rozwiązywania równań różniczkowych ciężkiej elastyki. Metoda ta może być z powodzeniem zastosowana do modelowania dużych ugięć, takich obiektów jak np. płaski pas tkaniny lub liniowy wyrób włókienniczy. Analiza problemu opiera się na zasadzie minimalizacji energii potencjalnej układu. Występujące w pracy zależności na energię potencjalną i energię zginania zostały podane w postaci ogólnej. Do minimalizacji energii potencjalnej wykorzystano rachunek wariacyjny. Wyniki uzyskane podczas analizy można wykorzystać np. do symulacji swobodnego układania tekstyliów płaskich, jak również zginania struktur liniowych.

EN

The main topic of the article is the use of the energy method to solve differential equations describing heavy elastica. This method can be successfully used to model large deflections such objects as a flat strip of fabric or a linear textile product. The analysis of the problem is based on the principle of minimizing the potential energy of the system. The relationships for potential energy and bending energy occurring in this work are given in general form. The calculus of variations was used to minimize the potential energy. The results obtained during the analysis can be used, for example, to simulate the free folding of flat textiles as well as the bending of linear textile structures.

2

Uncertainty of determining the energy equivalent speed (EES) of a vehicle collision by the experimental and analytical method

Sztwiertnia K., Guzek M.

Archiwum Motoryzacji

|

2017

|

Vol. 76, nr 2

123--136

EN

One of the basic ways to estimate vehicle speeds at the reconstruction of vehicle collisions is the use of methods generally referred to as “energy methods”, where a relation between the “energy equivalent speed” (EES) and the size of permanent vehicle deformation is described. There are several mathematical models used in practice to describe such a relation. Usually, a linear relation between the deformation size (depth) and the energy consumed to cause the deformation (“deformation work”) is assumed. In contrast, the deformation itself and the deformation energy are described in various ways. In consequence, different EES values may be obtained from the calculations, depending on the model used. In the accident reconstruction practice, an increasingly important role is played by the uncertainty and reliability of the analysis results obtained. This article is dedicated to the uncertainty of estimation of the energy equivalent speed (EES). The uncertainty calculation results obtained with the use of one of the typical methods of determining it, i.e. the total differential method, have been presented. The calculations were carried out for five analytical models used to determine the deformation work, based on the deformation size, for several real cases of post-impact vehicle deformation. The calculation results have been presented in the form of tables and graphs, thanks to which comparisons between both the EES values and the values of their absolute and relative uncertainty could be made. The whole analysis has ended with conclusions concerning the values obtained; they may be a source of information on the uncertainty in determining the EES parameter depending on the computation model used.

PL

Jednym z podstawowych sposobów stosowanych przy rekonstrukcji zderzeń samochodów, wykorzystywanym w celu oszacowania ich prędkości, jest grupa tzw. metod energetycznych. W metodach tych opisuje się związek między prędkością równoważną energii EES (z ang. energy equivalent speed), a rozmiarem trwałego odkształcenia pojazdu. Istnieje kilka praktycznie wykorzystywanych modeli matematycznych opisujących ten związek. Zazwyczaj zakładają one liniową zależność między wspomnianym rozmiarem (głębokością) deformacji, a energią zużytą na jej powstanie (tzw. pracą deformacji). W różny sposób natomiast opisywana jest sama deformacja oraz energia deformacji. W zależności od zastosowanego modelu możemy otrzymać inne wartości poszukiwanej prędkości EES. W praktyce rekonstrukcji wypadków coraz istotniejszą rolę odgrywa niepewność i wiarygodność otrzymanych wyników. Przedmiotem artykułu jest niepewność oszacowania prędkości równoważnej energii EES. W pracy zostały przedstawione wyniki obliczeń otrzymane przy użyciu jednej z typowych metod jej określania – metody różniczki zupełnej. Obliczenia zostały wykonane dla pięciu modeli analitycznych wyznaczania pracy deformacji, na podstawie jej rozmiaru, dla kilku rzeczywistych odkształceń pozderzeniowych pojazdów. Wyniki przedstawiono w postaci tabelarycznej oraz wykresów, umożliwiających porównanie zarówno wartości parametru EES, jak i wyznaczonych dla niego niepewności bezwzględnych oraz względnych. Całość została podsumowana wnioskami odnoszącymi się do otrzymanych wartości. Mogą one być źródłem informacji na temat niepewności w wyznaczaniu prędkości EES w zależności od zastosowanego modelu obliczeniowego.

3

Evaluation of fatigue behaviour of magnesium welded joints using energy methods according to Neuber’s method

Karakas O., Tuzun N.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 73, nr 2

100--105

EN

Purpose: When engineering designs that are subjected to cyclic loads are concerned, determining the fatigue behaviour of the components is very important. Thus methods that can evaluate the fatigue behaviour accurately are required. Welded joints that are widely used in engineering constructions are often subjected to cyclic loads and require a method that considers weld geometry and notch effect of the weld toe. Due to their high specific strength and low density, magnesium and its alloys became even more prominent in recent years, allow light and durable designs. Thus evaluating the fatigue behaviour of magnesium alloys for fields of application where weights of designs are a prominent factor is especially important. Therefore researching the fatigue behaviour of welded joints of the magnesium alloys is equally important. Design/methodology/approach: In this study, conservative Neuber method that is the basis for energy methods is used to evaluate the fatigue behaviour of the magnesium welded joints. Calculations for different weld-like specimen and different stress ratios have been carried out using Neuber method. Findings: In this study applicability of Neuber’s method to evaluate the fatigue behaviour of magnesium welded joints is researched. According to the findings of this study Neuber’s method which is a basis for energy based methods are feasible to use for fatigue evaluation of magnesium welded joints. Research limitations/implications: Although Nueber’s method serves as a foundation for energy based methods, it is known to be conservative in its calculations. This research can be expanded by the usage of state of the art energy methods and more accurate findings can be acquired. Originality/value: Fatigue behaviour of magnesium welded joints have not been evaluated using energy methods before. This novel approach can improve designs against fatigue.

4

The use of energy methods at the calculation of vehicle impact velocity

Żuchowski A.

Archiwum Motoryzacji

|

2015

|

Vol. 68, no. 2

85--111, 197--222

EN

The relations between the deformation of the front crumple zone of a motor car and the velocity of a car impact against a barrier have been explored. To determine the parameters of the energy models employed at the vehicle collision analysis, results of 18 crash tests carried out with three motor car models were used. The crash tests represented frontal impacts of the cars against a barrier with velocities of 40 km/h, 48 km/h, and 56 km/h. The values obtained for the energy model parameters were considered in relation to the values given in the literature. The attention was focussed on the linear models that are used in the simplified, Campbell, and McHenry methods, with evaluating the effectiveness of such models when applied to present-day cars. The methods are based on the dimensions of deformation of the crumple zone. It was found that the method of determining the vehicle deformation caused by the impact against an obstacle could affect the results of calculation of the impact velocity. The relations between the velocity of impact against a barrier and the deformation of the front crumple zone of motor vehicles of various categories have been presented, based on results of several hundred crash tests. It has been indicated that the characteristics of the front crumple zone in present-day cars differ from those of the cars manufactured 20 to 30 years ago. Therefore, the changes having been introduced to motor vehicle construction must be taken into account when the values of the parameters used in the energy methods are determined.

PL

W pracy rozważono relacje pomiędzy deformacją czołowej strefy zgniotu samochodów a prędkością uderzenia w barierę. Do opracowania parametrów modeli energetycznych, stosowanych w analizie zderzeń samochodów, wykorzystano wyniki 18 testów zderzeniowych z udziałem trzech modeli samochodów. Testy zderzeniowe dotyczyły czołowego uderzenia samochodu w barierę, przy wartościach prędkości 40, 48 i 56 km/h. Bezpośrednie wyniki pomiarów, z analizowanych w tej pracy testów zderzeniowych, pobrano w postaci cyfrowej z [26]. Uzyskane wartości parametrów modeli energetycznych odniesiono do wartości podawanych w literaturze. Uwagę zwrócono na modelach liniowych, stosowanych w metodach uproszczonej, Campbella i McHenry’ego, oceniając ich skuteczność w zastosowaniu do współczesnych samochodów. Metody te bazują na wymiarach deformacji strefy zgniotu. Ustalono, że sposób określenia deformacji samochodu, spowodowanej uderzeniem w przeszkodę, może wpływać na wyniki obliczeń prędkości zderzenia. Na podstawie wyników z kilkuset testów zderzeniowych pokazano relacje pomiędzy prędkością uderzania w barierę a deformacją czołowej strefy zgniotu samochodów, należących do różnych kategorii. Wskazano, że właściwości czołowej strefy zgniotu współczesnych samochodów są inne niż samochodów sprzed 20-30 lat. Tym samym wartości parametrów do metod energetycznych, stosowanych w procesie rekonstrukcji wypadku drogowego, muszą uwzględniać zmiany wprowadzone w konstrukcji samochodów.

5

Analiza rozkładu energii odkształcenia z uwzględnieniem tarcia powierzchniowego w pierścieniu wykonanym z materiału o właściwościach hiperelastycznych

Wegner T., Kokot M.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2012

|

Vol. 61, nr 4

133-151

PL

Rozwój technologii informatycznych pozwolił na wprowadzenie do obliczeń inżynierskich na masową skalę programów wykorzystujących metodę elementów skończonych MES do symulowania zachowania się elementów maszyn, urządzeń mechanicznych oraz zjawisk fizycznych. Głównym problemem ich zastosowania w przypadku analizy tarcia powierzchniowego jest to, że w większości są przeznaczone tylko do obliczeń materiałów o właściwościach liniowych. To zjawisko ma szczególne znaczenie przy obliczeniach materiałów hiperelastycznych, do których należy również guma. Jest ona dzisiaj masowo wykorzystywana w różnych dziedzinach techniki. Zjawisko tarcia ma bezpośredni wpływ na odkształcanie się przedmiotów wykonanych z materiałów hiperelastycznych. Do obliczeń tych materiałów zastosowano metodę energetyczną, wykorzystującą element skończony o nieliniowych właściwościach modelowany energetycznie oraz oryginalny algorytm iteracyjny nazwany metodą relaksacji lokalnej. W artykule przedstawiono zastosowanie metody energetycznej do wyznaczenia odkształceń pierścienia gumowego z uwzględnieniem zjawiska tarcia powierzchniowego. Oprócz otrzymanych deformacji danego elementu przedstawiono również wyniki obliczeń dyssypacji energii spowodowanej pracą sił tarcia oraz rozkłady energii odkształcenia postaciowego i objętościowego w poszczególnych warstwach odkształcanego pierścienia.

EN

The information technology development improved engineering calculations by global spread of finite element method FEM to simulate behaviour of machine elements, mechanical devices and physical phenomena. The main problem of using it in case of superficial friction phenomenon is that in most cases its main purpose is to calculate materials of linear properties. This phenomenon is especially important for calculations of hyperelastic materials which include rubber. Nowadays, it is widely used in technology. Friction directly influences on deformations of objects made from hyperelastic materials. Energy method has been used for materials’ calculations by means of energy-based finite element of non-linear features, and iterative algorithm, named the local relaxation method. This paper presents the application of energy method for rubber ring deformations assignment including the superficial friction phenomena. Besides the observed deformations of examined element, there have been also presented the results of energy dissipation caused by friction forces work and the energy density distribution of volumetric and deviatoric strain in particular layers of the deformed ring.

6

Influence of a surface friction on the deformation process of ring made of nonlinear properties material

Wegner T., Kokot M.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 1

465-478

EN

The paper presents application of an energy-based finite element and a local relaxation method to computer calculation of deformation of a ring made of hyperelastic material. The present study considers a surface friction mechanism. This mechanism is a physical phenomenon counteracting the relative motion of the contacting bodies. Friction causes loss of energy the dissipation of which is a result of wearing out of the bodies' surfaces and heat emission. This directly affects the shape of the deformed body. The above statements are confirmed by the results of computer calculation performed for rubber ring with rectangular cross-section. Rubber is a nearly incompressible material and, therefore, requires application of special mechanical models of the material properties as well as proper calculation methods. Implementation of energy-based finite element and local relaxation method enables studying the ring deformation with consideration of nonlinear properties of rubber and its displacements in the platering contact plane, according to the value of a friction coefficient between rubber and the plate material. Application of energy method resulted in determination of the work of friction forces and the energy density distribution of volumetric and deviatoric strain. It also simplified energy analysis of the surface friction mechanism and influence of the friction coefficient value on the process of the ring deformation.